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Optimization of thermoelectric generator operation with dissipative coupling to heat baths

Mardi 24 septembre 2013 11:00 - Duree : 1 heure
Lieu : Salle "Louis Weil" E424 - Institut Néel, Bâtiment E, 3ème étage, CNRS Polygone scientifique, 25 rue des martyrs, 38000 Grenoble

Orateur : Christophe GOUPIL (LIED, Université Paris Diderot)

When a thermoelectric generator (TEG) is coupled to two heat baths with non-ideal heat exchangers, its performance crucially d epends on the working conditions. From a thermodynamic viewpoint a TEG is a heat engine operating in a steady-state mode using the thermoelectric material’s conduction electrons as a working fluid. An analysis of performance optimization thus must focuses on the interplay between the constitutive laws of the device and those which govern its interaction with the environment. We start by giving an analytical form for the current-dependent thermal conductance of the TEG, which characterizes the coupling between the input and output of the device. This reflects the global displacement of the charge carriers in the system, which we associate to a convection process in opposition to conduction related to both phonon transport and heat transport by electrons under open circuit condition. We thus define a thermoelectric analogue of the Prandtl number, which gives a quantitative measure of the performance of the TEG. Then, using a force-flux formalism we demonstrate that optimal p erformance may be reached if the conditions for both electrical and thermal impedance matching are met. We conclude our presentation with a discussion on the trade-off between efficiency and power.

Contact : florence.levy-bertrand@grenoble.cnrs.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (Institut Néel / MCBT)
Nature évènement : (Séminaire)
Evènement répétitif : (Séminaire MCBT)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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