Energy

This book explores a key technology regarding the importance of connections via an Internet of Things network and how this helps us to easily communicate with others and gather information. Namely, what would happen if this suddenly became unavailable due to a shortage of power or electricity? Using thermoelectric generators is a viable solution as they use the heat around us to generate the much-needed electricity for our technological needs.

This first volume explores the computational and data-driven development of these thermoelectric generators, as well as the use of various abundant materials such as copper and silver chalcogenides and nanocarbons. It also offers reviews on universal property enhancement principles and the case of strongly correlated oxides, and goes on to explore the metrology of the thermal properties of thermoelectric generators, detailing methods of how to measure the absolute Seebeck coefficient using the Thomson effect and the thermal diffusivity of thin films using the ultrafast laser flash method.

Part 1. Introduction to Materials Development.
1. Strategies for Development of High Performance Thermoelectric Materials, Takao Mori, Atsuko Kosuga, and Hiroyuki Akinaga.
2. Computational and Data-Driven Development of Thermoelectric Materials, Prashun Gorai and Michael Toriyama.

Part 2. Thermoelectric Materials.
3. Thermoelectric Copper and Silver Chalcogenides, Holger Kleinke.
4. Sulfide Thermoelectrics: Materials and Modules, Michihiro Ohta, Priyanka Jood, and Kazuki Imasato.
5. A Concise Review of Strongly Correlated Oxides, Ichiro Terasaki.
6. Nanocarbon Materials as Thermoelectric Generators, Tsuyohiko Fujigaya and Yoshiyuki Nonoguchi.

Part 3. Metrology of Thermal Properties.
7. Precise Measurement of the Absolute Seebeck Coefficient from the Thomson Effect, Yasutaka Amagai.
8. Thermal Diffusivity Measurement of Thin Films by Ultrafast Laser Flash Method, Tetsuya Baba, Takahiro Baba, and Takao Mori.

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(FR) 1. NaMO₂ lamellaires à l’électrode positive
2. Des composés de type polyanioniques à l’électrode positive de batteries Na-ion
3. Le carbone dur pour les batteries Na-ion : de la synthèse aux performances et mécanismes de stockage
4. Électrodes négatives non carbonées pour batteries au sodium
5. Électrolytes pour batteries au sodium
6. L’interphase solide à l’interface électrode-électrolyte dans les batteries au Na ?
7. Batteries contenant des matériaux d’électrodes analogues au bleu de Prusse
8. Conception, performance et commercialisation de la technologie des batteries non aqueuses Na-ion de Faradion

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1. Matériaux pour le stockage thermochimique et par sorption
2. Stockage de chaleur par procédés à absorption
3. Stockage de chaleur par procédés à adsorption
4. Stockage de chaleur par procédés à sorption chimique

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1. Stockage de chaleur sensible : généralités
2. Stockage de chaleur sensible basse température
3. Stockage de chaleur haute température pour l’électricité
4. Stockage latent : bases fondamentales et matériaux usuels
5. Ingénierie des matériaux à changement de phase pour améliorer leur performance
6. Systèmes de stockage par chaleur latente : concepts et applications
7. Utilisation des hydrates pour le stockage et la distribution du froid
8. Centrales solaires thermodynamiques et stockage

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1. La gestion des combustibles usés
2. Le nucléaire dans le marché européen de l’électricité
3. Les enjeux industriels du nucléaire
4. Les coûts économiques d’un accident nucléaire
5. Scénarios prospectifs à l’horizon 2050

Avancées en thermodynamique et thermoéconomie circulaire traite de deux composantes essentielles de la physique de l’énergie : les fondements et les critères.

Dans la première partie, les auteurs couvrent la base historique des modèles de Carnot, les cycles thermostatiques des pompes à chaleur à double fonction et l’optimisation des moteurs thermomécaniques. Ils discutent des résultats de diverses recherches, rassemblant notamment un certain nombre de travaux antérieurs.

Dans la seconde partie, le concept de « thermoéconomie circulaire » est introduit et les coûts physiques du recyclage des déchets sont évalués à travers des processus industriels de plus en plus complexes. L’énergie libre relative est présentée, ce qui permet de créer une nouvelle théorie mathématique des coûts thermodynamiques afin de diagnostiquer les dysfonctionnements des systèmes thermiques.

L’ouvrage étudie l’évolution des connaissances sur l’existence des énergies successives, de la puissance et de l’efficacité, et les associe aux aspects économiques qui sont déjà liés aux préoccupations environnementales croissantes.

1. De la thermodynamique de l’équilibre à la thermodynamique irréversible
2. Cycles thermodynamiques dithermes : représentation en diagramme ternaire
3. Thermodynamique à vitesse finie
4. De la thermodynamique à la TODF, thermodynamique en dimensions physiques finies
5. Thermoéconomie circulaire : une théorie de comptabilisation du coût des déchets
6. La fonction d’énergie libre relative : une nouvelle approche du diagnostic thermoéconomique

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1. Production de froid et de chaleur par machines à cycle inverse : état de l’art
2. Analyses entropique et exergétique appliquées aux cycles inverses
3. Thermodynamique et optimisation des machines à cycle inverse
4. Verrous scientifiques et technologiques des machines à compression thermique
5. Le froid magnétocalorique : principe et applications
6. Les systèmes à effets thermoélectriques comme alternative aux machines à cycle inverse

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1. Conversion d’énergie : bases thermodynamiques
2. Moteurs à combustion interne
3. Propulsion aéronautique et spatiale
4. Combustion et conversion d’énergie
5. Moteurs à apport de chaleur externe
6. Valorisation d’énergie et de chaleur fatale

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1. L’évaluation de la demande de l’Europe en ressources minérales par les MFA : le cas du cobalt
2. La financiarisation du marché des minerais et des métaux : origine, enjeux et perspectives
3. Géopolitique des métaux : entre stratégies de puissance et d’influence
4. La dotation en richesses minières, une construction
5. Modélisation de l’évolution à long terme de l’énergie de production primaire et du prix des métaux
6. L’empreinte environnementale des ressources minérales
7. Pourquoi faut-il craindre les économies d’énergie et de matières ? Déconstruction d’un mythe de la soutenabilité
8. La « malédiction des ressources » dans les pays miniers en développement
9. Exploitations industrielles et artisanales des ressources naturelles : quels impacts sur le développement ?

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(FR) 1. Vers une nouvelle géopolitique des matériaux de la transition énergétique ?
2. Enjeux juridiques de la gestion durable des ressources minérales territoriales et extraterritoriales
3. Exploitation minière, peuplement et sociétés
4. Maintien et développement de l’exploitation des ressources minérales en Europe : le cas de la Wallonie
5. La substitution : promesses, principes et principales contraintes
6. Consommation de ressources et découplage
7. L’économie du recyclage : ambitions, mythes et contraintes
8. Les low-tech : une voie vers la nécessaire sobriété métallique ?

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1. Centrales solaires : état de l’art
2. Mesure, estimation et prévision de la ressource solaire
3. Systèmes optiques de concentration
4. Récepteurs solaires
5. Fluides caloporteurs pour centrales solaires
6. Simulations numériques des écoulements et transferts thermiques des récepteurs solaires
7. Matériaux pour le solaire à concentration
8. Stockage thermique
9. Systèmes hybrides PV-CSP
10. Combustibles de synthèse à partir de ressources hydrocarbonées
11. Production de carburants solaires par dissociation thermochimique de l’eau et du CO2

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1. Évolution du nucléaire dans le monde et en France
2. Les coûts du nucléaire : aspects méthodologiques
3. Les coûts de production de l’électricité nucléaire
4. Les coûts du combustible nucléaire

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1. Les défauts d’irradiation
2. Les alliages métalliques
3. Les céramiques au coeur des REP
4. Le graphite nucléaire
5. Les verres de stockage
6. Radiolyse des matériaux poreux et radiolyse aux interfaces
7. Les bétons et matériaux cimentaires sous irradiation
8. Les matériaux organiques
9. Les outils d’irradiation
10. Caractérisation des dommages d’irradiation

This book explores a key technology regarding the importance of connections via an Internet of Things network and how this helps us to easily communicate with others and gather information. Namely, what would happen if this suddenly became unavailable due to a shortage of power or electricity? Using thermoelectric generators is a viable solution as they use the heat around us to generate the much-needed electricity for our technological needs.

This first volume explores the computational and data-driven development of these thermoelectric generators, as well as the use of various abundant materials such as copper and silver chalcogenides and nanocarbons. It also offers reviews on universal property enhancement principles and the case of strongly correlated oxides, and goes on to explore the metrology of the thermal properties of thermoelectric generators, detailing methods of how to measure the absolute Seebeck coefficient using the Thomson effect and the thermal diffusivity of thin films using the ultrafast laser flash method.

Part 1. Introduction to Materials Development.
1. Strategies for Development of High Performance Thermoelectric Materials, Takao Mori, Atsuko Kosuga, and Hiroyuki Akinaga.
2. Computational and Data-Driven Development of Thermoelectric Materials, Prashun Gorai and Michael Toriyama.

Part 2. Thermoelectric Materials.
3. Thermoelectric Copper and Silver Chalcogenides, Holger Kleinke.
4. Sulfide Thermoelectrics: Materials and Modules, Michihiro Ohta, Priyanka Jood, and Kazuki Imasato.
5. A Concise Review of Strongly Correlated Oxides, Ichiro Terasaki.
6. Nanocarbon Materials as Thermoelectric Generators, Tsuyohiko Fujigaya and Yoshiyuki Nonoguchi.

Part 3. Metrology of Thermal Properties.
7. Precise Measurement of the Absolute Seebeck Coefficient from the Thomson Effect, Yasutaka Amagai.
8. Thermal Diffusivity Measurement of Thin Films by Ultrafast Laser Flash Method, Tetsuya Baba, Takahiro Baba, and Takao Mori.