• Title/Summary/Keyword: $Bi_2Se_3$

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Treatment of Textile Wastewater by Membrane-Bioreactor Process (막-생물반응조 공정을 이용한 염색폐수의 처리)

  • 강민수;김성수;황규대;강종림
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1996.10a
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    • pp.60-61
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    • 1996
  • 염색폐수를 처리하기 위하여, 일반적으로 물리.화학적 공정과 호기성 생물학적 공정을 조합한 방법들을 사용하고 있다. 하지만 호기성 생물학적 공정은 난분해성 물질의 제거능력이 낮고, 염색폐수의 주된 오염원인 염료분자가 호기성 미생물에 대한 에너지원으로 적합하지 않아 분해되기 어려우며, 물리.화학적 공정을 이용한 처리방법으로도 높은 처리효율을 얻을 수가 없다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 염색폐수 처리에 혐기-호기공정을 이용하며, 혐기성 공정에서 생물학적으로 분해되기 어려운 고분자 물질들을 가수분해하여 생물학적으로 분해가능한 저분자물질로 전환시키고, 호기성 공정에서 저분자 물질을 효과적으로 처라할 수 있기때문에 기존의 염색폐수 처리공정에 비하여 훨씬 높은 처리효율을 얻을 수 있다. 특히, 혐기성 미생물은 호기성 미생물에 비하여 난분해성 물질에 대한 분해력이 높고, 생물독성 물질에 대한 내성이 강하기 때문에 수중생물에 유해한 염료를 함유한 염색폐수의 색도제거에 효과적인 것으로 기대된다. 또한, 막분리 공정은 유기물 및 미생물이 막표면에 축적, 증식함으로써 막세공에 막힘현상을 초래하여 역세척 등의 물리적인 방법이나 화학약품을 이용한 화학적 세척 방법으로도 투과플럭스의 회복이 불가능한 상태를 유발함으로 막의 수명을 단축시키는 원인이 된다. 따라서, 혐기-호기공정과 조합하면 색도성분 제거 및 막 오염의 원인이 되는 유기물 및 용존성 고형물을 제거하고, 막 오염의 억제를 통한 후 수염의 연장은 물론, 처리수의 수질향상에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.1로 강구와 함께 공구강 vial에 장입 후, Spex mixer/mill을 이용하여 기계적 합금화 하였다. 기계적 합금화 공정으로 제조한 분말에 대한 X-선 회절분석과 시차 열분석으로 합금화 정도를 분석하였다. (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말을 10-5 torr의 진공중에서 300℃∼550℃의 온도로 30분간 가압소결하였다. 가압소결체의 파단면에서의 미세구조를 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 상온에서 가압소결체의 열전특성을 측정하였다. (Bi1-xSbx)2Te3의 기계적 합금화에 요구되는 공정시간은 Sb2Te3 함량에 따라 증가하여 x=0.5 조성에서는 4 시간 45분, x=0.75 조성에서는 5 시간, x=1 조성에서는 6 시간 45분의 vibro 밀링이 요구되었다. n형 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말의 제조에 요구되는 밀링시간 역시 Bi2Se3 함량 증가에 따라 증가하였으며 Bi2(Te0.95Se0.05)3 합금분말의 제조에는 2시간, Bi2(Te0.9Se0.1)3 및 Bi2(Te0.85Se0.15)3 합금분말의 형성에는 3시간의 bivro 밀링이 요구되었다. 기계적 합금화로 제조한 p형 (Bi0.2Sb0.8)2Te3 및 n형 Bi2(Te0.9Se0.1)3 가압 소결체는 각기 2.9x10-3/K 및 2.1x10-3/K 의 우수한 성능지수를 나타내었다.ering)가 필수적이다. 그러나 침전법에서 얻게 되는 분말은 매우 미세하여 colloid를 형성하게 되며, 이러한 colloid 상태의 미세한 침전입자가 filte

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Fabrication and Performance of $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_{3}/Bi_{2}Te_{2.4}Se_{0.6}$ Thin Film Thermoelectric Generators ($Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_{3}/Bi_{2}Te_{2.4}Se_{0.6}$계 박막형 열전발전 소자의 제작과 작동 특성)

  • Kim Il-Ho;Jang Kyung-Wook
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.15 no.2
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    • pp.180-185
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    • 2006
  • Microwatt power level at relatively high voltage(order of volt) was produced by $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_{3}/Bi_{2}Te_{2.4}Se_{0.6}$ thin film thermoelectric generators, and maximum output power varied with temperature difference in the square-law relation. Output voltage and current were possible to control by changing the way of electrical connection as well as the number of stacking plate-modules. Variation of open circuit voltage and short circuit current with temperature difference showed a linear relationship. There were, however, some differences in variations; open circuit voltage were dependent on the number of plate-module when connected in series, but it was not for parallel connection. On the other hand, short circuit current showed the opposite behavior to the case of open circuit current.

Thermoelectric properties of $(Bi,;Sb)_2;(Te,;Se)_3$-based thin films and their applicability to temperature sensors ($(Bi,;Sb)_2;(Te,;Se)_3$계 박막의 열전 특성 및 온도 센서로의 응용)

  • 한승욱;김일호;이동희
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.6 no.1
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    • pp.69-76
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    • 1997
  • P-type ($Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3$) and n-type ($Bi_2Te_{2.4} Se_{0.6}$) thermoelectric thin film were deposited on glass and Teflon substrates by the flash evaporation technique. The changes in thermoelectric properties, such as Seebeck coefficient, electrical conductivity, carrier concentration, carrier mobility, thermal conductivity, and figure of merit, were investigated as a function of film thickness and annealing condition. Figures of merit of the thin films annealed at 473 K for 1 hour were improved to be $1.3{\times}10^{-3}K^{-1}$ for p-type and $0.3{\times}10^{-3}K^{-1}$ for n-type, and they were almost independent of film thickness. Temperature sensors were fabricated from the thin films having the above mentioned properties. And thermo-emf, sensitivity, and time constant of the sensors were measured to evaluate their characteristics for temperature sensors. Thin film sensors deposited on Teflon substrates showed better performance than those on glass substrates, and their sensitivity and time constant were 2.91 V/W and 28.2 sec respectively for the sensor of leg width 1 mm$\times$length 16 mm.

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Influence of Annealing Temperature on Structural and Thermoelectrical Properties of Bismuth-Telluride-Selenide Ternary Compound Thin Film

  • Kim, Youngmoon;Choi, Hyejin;Kim, Taehyeon;Cho, Mann-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.304.2-304.2
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    • 2014
  • Chalcogenides (Te,Se) and pnictogens(Bi,Sb) materials have been widely investigated as thermoelectric materials. Especially, Bi2Te3 (Bismuth telluride) compound thermoelectric materials in thin film and nanowires are known to have the highest thermoelectric figure of merit ZT at room temperature. Currently, the thermoelectric material research is mostly driven in two directions: (1) enhancing the Seebeck coefficient, electrical conductivity using quantum confinement effects and (2) decreasing thermal conductivity using phonon scattering effect. Herein we demonstrated influence of annealing temperature on structural and thermoelectrical properties of Bismuth-telluride-selenide ternary compound thin film. Te-rich Bismuth-telluride-selenide ternary compound thin film prepared co-deposited by thermal evaporation techniques. After annealing treatment, co-deposited thin film was transformed amorphous phase to Bi2Te3-Bi2Te2Se1 polycrystalline thin film. In the experiment, to investigate the structural and thermoelectric characteristics of Bi2Te3-i2Te2Se1 films, we measured Rutherford Backscattering spectrometry (RBS), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, Scanning eletron microscopy (SEM), Transmission electron microscopy (TEM), Seebeck coefficient measurement and Hall measurement. After annealing treatment, electrical conductivity and Seebeck coefficient was increased by defect states dominated by selenium vacant sites. These charged selenium vacancies behave as electron donors, resulting in carrier concentration was increased. Moreover, Thermal conductivity was significantly decreased because phonon scattering was enhanced through the grain boundary in Bi2Te3-Bi2Te2Se1 polycrystalline compound. As a result, The enhancement of thermoelectric figure-of-merit could be obtained by optimal annealing treatment.

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A Study on the Diffusion Barrier at the p/n Junctions of $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3/Bi_2Te_{2.4}Se_{0.6} p/n$ Thermoelectric Thin Films (열전 박막 $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_3/Bi_2Te_{2.4}Se_{0.6} p/n$ 접합에서의 확산 장벽에 관한 연구)

  • Kim, Il-Ho;Lee, Dong-Hui
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.6 no.7
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    • pp.678-683
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    • 1996
  • In the fabrication processes of thin film thermoelectrics, a subsequent annealing treatment is inevitable to reduce the defects and residual stresses introduced during the film growth, and to make the uniform carrier concentration of the film. However, the diffusion-induced atomic redistribution and the broadening of p/n junction region are expected to affect the thermoelectric properties of thin film modules. The present study intends to investigate the diffusion at the p/n junctions of thermoelectric thin films and to relate it to the property changes. The film junctions of p-type(Bi0.5Sb1.5Te3)and n-type(Bi2Te2.4Se0.6)were prepared by the flash evaporation method. Aluminum thin layer was employed as a diffusion barrier between p-and n-type films of the junction. This was found to be an effective barrier by showing a negligible diffusion into both type films. After annealing treatment, the thermoelectric properties of p/n couples with aluminum barrier layer were accordingly retained their properties without any deterioration.

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진공밀폐 용해법으로 제조된 Bi2Te2.85Se0.15:Im의 열전특성

  • Lee, Go-Eun;Eum, A-Yeong;Kim, Il-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.450.1-450.1
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    • 2014
  • 열에너지를 전기에너지로 변환하거나 또는 전기에너지를 열에너지로 직접 변환하는 열전 변환 기술이 주목받고 있다. 열전 변환 효율은 성능지수($ZT={\alpha}^2{\sigma}T{\kappa}^{-1}$)로 평가되며, 여기서 ${\alpha}$, ${\sigma}$, ${\kappa}$, T는 각각 열전재료의 제벡계수, 전기전도도, 열전도도 및 절대온도이다. 따라서 우수한 열전재료는 높은 제벡계수와 전기전도도 그리고 낮은 열전도도를 가져야 한다. Bismuth telluride는 상온영역에서 성능지수가 높은 재료로서, $Bi_2Te_3$$Bi_2Se_3$와 고용체를 형성하면 원자의 치환으로 포논산란에 의해 열전도도가 낮아지고, 도핑으로 전기적 특성을 조절하여 성능지수를 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 진공밀폐 용해법으로 $Bi_2Te_{2.85}Se_{0.15}:I_m$ (m=0.0~0.045) 고용체를 합성하여 상분석을 실시하고, 전자 이동특성 및 열전 특성을 평가하였다.

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