[pt] O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um gerador termoelétrico cujos termoelementos são obtidos a partir de um composto de dissiliceto de ferro (FeSi2). A originalidade do trabalho reside na simplificação do processo de obtenção do termoelemento e na utilização de matérias-primas com grau de pureza industrial, em contraposição aos processos usuais que utilizam materiais de custo elevado, com alto grau da pureza e sofisticados processos de fabricação. O composto é obtido pelo processo de fusão num forno de indução à vácuo. A forma geométrica do termoelemento é assegurada pelo processo de sinterização. Um processo de recozimento garante a formação da fase Beta, assegurando a existência das propriedades termoelétricas. O coeficiente de Seebeck mostrou-se dependente do tempo de recozimento. Para os materiais desenvolvidos, o termoelemento tipo P apresentou um coeficiente de Seebeck de 250 MV/K e o material tipo N, um coeficiente de 75 MV/K, valores estes que qualificam o material para construção de geradores termoelétricos. Estima-se que o custo de fabricação do material desenvolvido reduziu de oito para dois dólares o custo de fabricação de materiais termoelétricos por watt de eletricidade gerado. Experiências preliminares utilizando a técnica de serigrafia para fabricação de termoelementos parecem confirmar a possibilidade de uma redução ainda maior do custo de fabricação. / [en] This work describes the development of a thermoelectric generator whose thermoelements are made of a new thermoelectric material, FeSi2, an iron disilicide alloy. The originality of this work relies on the simplicity of the process by which the termoelements are obtained and also on the possibility to use a
raw material with industrial purity grade, as opposed to conventional techniques which use costly materials, with a high degree of purity, and sofisticated process of fabrication. The alloy is obtained by a process of fusion in a vacuum induction type furnace. The geometric shape of the thermoelement is obtained by a process of sinterization. An annealing process garantees the formation of the Beta phase, thus assuring the existence of thermoelectric propertyes. The Seebeck coefficient proved to be dependent on the time duration of the annealing. As for the material developed, the P Type material presented an average Seebeck coefficient of 250 MV/K and the N type material, a coefficient of 75 MV/K, these figures qualify the materials for construction of thermoelectric generators. It is estimated that the manufacturing cost of the material developed reduced the cost of thermoelectric materials per watt of electricity generated from eight to two dollars. Preliminary experiments using the silk-scream technique in manufacturing of thermoelements seems to promise an even greater reducting in the manufacturing costs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:33281 |
| Date | 15 March 2018 |
| Creators | SILVIO CARLOS ANIBAL DE ALMEIDA |
| Contributors | MAURICIO NOGUEIRA FROTA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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