Matériaux à Haute Entropie Thermoelectriques – THERMAL

L’objectif de ce projet est de démontrer le potentiel des matériaux à haute entropie (oxydes et chalcogénures) pour des applications en thermoélectricité.
Dans le contexte environnemental et économique actuel, la demande en énergies propres et renouvelables se fait ressentir. Les modules thermoélectriques, qui permettent de convertir la chaleur en électricité (et inversement), offrent une solution prometteuse. Cependant le développement de matériaux thermoélectriques performants, non toxiques et abondants reste un défi majeur. Ce projet vise à mettre en œuvre les matériaux à haute entropie comme une nouvelle stratégie pour concevoir de nouveaux matériaux thermoélectriques.
Les oxydes à haute entropie ont été proposés pour la première fois en 2015. Ils sont constitués d’au moins 5 cations répartis aléatoirement sur le sous-réseau cationique de leur structure. Depuis, ce concept a été étendu à d'autres familles de matériaux, dont les chalcogénures, mais les propriétés thermoélectriques des matériaux à haute entropie restent très peu étudiées. Pourtant, la distorsion locale et la fluctuation de masse importante induites par le désordre permettent une grande diminution de la conductivité thermique tout en ayant un impact limité sur le transport des porteurs de charge. De plus, la grande modularité de la composition chimique permet un contrôle précis du dopage par substitution par des cations aliovalents.
Dans ce projet, ces nouveaux matériaux Oxydes et chalcogénures (sulfures et séléniures) à haute-entropie seront développés afin d'optimiser leurs propriétés de transport thermique et électronique. Une approche innovante de sélection et d'optimisation des matériaux, basée sur l'apprentissage par "Active Learning" et l'optimisation Bayésienne, sera mise en œuvre pour maximiser les performances thermoélectriques tout en minimisant le nombre d'expériences nécessaires.