Concevoir des matériaux thermoélectriques plus performants

La génération d'électricité à partir de chaleur dissipée au moyen de modules thermoélectriques (effet Seebeck) représente une voie particulièrement prometteuse de production d’énergie « verte ». Cette technologie présente des avantages indéniables en matière de fiabilité, de maintenance, d’absence de vibrations, qui la rendent attractive pour des utilisations dans les domaines automobile, aéronautique, de l’industrie ou du bâtiment. Pour accroître les rendements des dispositifs (aujourd’hui en deçà des 10 %), les scientifiques s’attachent à concevoir de nouveaux matériaux plus efficaces. Le défi est de synthétiser un matériau dans lequel les propriétés électriques et thermiques sont découplées. En bref, comment élaborer un conducteur électrique qui conduit très peu la chaleur?

Grâce à leurs structures cristallographiques complexes, certains sulfures de cuivre d’origine minérale comme la colusite[1] associent une conductivité électrique élevée et une faible conductivité thermique. En jouant sur la formulation du matériau, les chimistes du CRISMAT ont réussi à synthétiser un nouveau composé[2] dérivé de la colusite. La présence de chrome dans la structure influe sur le réseau conducteur Cu-S et a permis d’atteindre un « facteur de puissance » [3] record parmi les matériaux sulfures. Ces résultats offrent de nouvelles perspectives pour le développement de matériaux sulfures thermoélectriques.