I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   19 ,   N o .   2 A ugus t   20 20 ,   pp .   686 ~ 692   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 19 .i 2 . pp 686 - 692             686       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   M o d e l l i n g   a n d   s i m u l a t i o n   o f   m a g n e si u m   a n t i m o n i d e   b a sed   t h e r m o e l e c t r i c   g e n e r a t o r       M d .   N az i b u l   H as an 1 ,   H e r l i n a   A b d u l   R ah i m 2 ,   M o h d   A s h r af  A h m ad 3 ,   M o h am e d   S u l tan   M o h am e d   A l i 4   1 , 2 , 4 S c h oo l   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T e k no l o g i   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   3 F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   M a l a y s i a   P a ha ng ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e J a n   30 ,   2 020   R e v i s e M a r   6,   202 0   A c c e pt e M a r   22,   202 0       T hi s   p a pe r   pr e s e nt s   t h e   m o de l l i ng   a nd  s i m ul a t i o o f   π - s ha pe M g 3 Sb ba s e t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r .   T he   pe r f o r m a nc e   o f   t he   pr o po s e t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r   i s   e v a l u a t e w i t f i n i t e   e l e m e nt   a na l y s i s .   A   num be r   o f   t he r m o c o upl e s   w e r e   v a r i e f o r   h i g o ut pu t   po w e r   a nd  po w e r   e f f i c i e nc y   f a c t o r .   B a s e o t he   a na l y s i s ,   w e   d e m o ns t r a t e t h a t   e nh a nc e m e nt   o f   t he   t e m pe r a t u r e   g r a di e nt   a nd   t h e   n um be r   o f   t he r m o c o upl e s   a r e   be n e f i c i a l   f o r   hi g o ut pu t   po w e r   a n po w e r   e f f i c i e nc y   f a c t o r   o f   M g 3 Sb ba s e t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r .   A   hi g o ut put   po w e r   a n po w e r   e f f i c i e nc y   f a c t o r     o f   8. 89  m W   a nd  3. 47  m W m m - 2 K - 2   w e r e   o bt a i n e a t   a   t e m p e r a t ur e   g r a di e nt     o f   500K   a c r o s s   t he   ho t   a nd  c o l s i d e   f o r   f o ur   Mg 3 Sb 2   ba s e t h e r m o c o upl e s ,   r e s pe c t i v e l y .   T he   o bt a i ne d   r e s u l t s   s ho w   t ha t   t he   de v e l o pe de v i c e   c o ul be   us e d   t o   dr i v e   po r t a b l e   e l e c t r o n i c   de v i c e s .   Ke y w or ds :   F i ni t e   e l e m e nt   a n a l y s i s   P ow e r   e f f i c i e n c y   f a c t o r   T h e rm o c o upl e   T h e rm o e l e c t r i c   ge n e r a t o r   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M o h a m e d   S ul t a M o ha m e A l i ,   S c h o o l   of   E l e c t ri c a l   E ngi n e e ri n g ,   U n i v e r s i t i   T e kn o l o gi   M a l a y s i a ,   81310  U T M   J o h o r   B a hru,   J o h o r,   M a l a y s i a .   E m a i l :   s ul t a n _ a l i @ f ke . ut m . m y       1.   I N TR O D U C TI O N     W i t h   t h e   ra p i g r o w t h   o f   i ndus t r i a l i z a t i o n,   t h e   n e e for   e l e c t r i c i t y   i e v e r y da y   l i f e   i s   e n ha n c e d.     D ue   t o   t h e   de f i c i t   of  f os s i l   f ue l ,   na t u r a l   g a s ,   a n c o a l ,   t h e   a l t e rna t i v e   s o ur c e   of   e n e r gy   i s   o n e   of   t h e   m a j o r   c h a l l e n ge s   i n   t h e   21 st   c e n t u r y .   Be s i de s ,   t h e   e m i s s i o n   o f   c a rbo n   w h i l e   fo s s i l   fu   e l   a n c o a l   b urn t   ha s   a   g r e a t   e ffe c t   t o   a c c e l e r a t e   gl o b a l   w a r m i n [1 ] .   T h us   r e duc t i o n   o f   c a r b o n   e m i s s i o n s   ha s   b e c o m e   a   gl o b a l   pr i o r i t y   ow i n t o   t h e   s e ri o us   e ffe c t   o n   c l i m a t e   c ha n ge .   T o   c o un t e r   t hi s   i s s ue ,   s i g n i f i c a n t   e f fo r t   ha s   b e e n   gi v e n     t o   de ve l o pe gr e e n   e n e r gy   ha r v e s t e r s .   G r e e e n e r gy   h a r v e s t e r s   t r a n s d uc e   v a r i o us   f o r m s   o f   e n e r gy   s uc h   a s   s unl i g ht ,   m e c h a ni c a l   v i b ra t i o n s ,   o c e a n   w a v e s ,   a n h um a n   b o d y   h e a t   i nt o   e l e c t r i c a l   e n e r gy   w h i l e   m a i nt a i ni n g   a   g r e e n   e n e r gy   e n v i r o nm e nt   [2 - 3] .   A   t h e r m o e l e c t ri c   ge n e ra t o r   (T E G i s   a   k i n o f   e n e r gy   h a r v e s t e r   t h a t   t r a n s m ut e s   h e a t   e n e r gy   t e l e c t r i c a l   e n e r gy   e m pl oy i n t h e   p ri n c i pl e   o t h e   S e e b e c e ff e c t   [4 - 5] .   It   h a s   s e v e r a l   f e a t ur e s   s uc h   a s   i t s   h i g h   r e l i a b i l i t y   a n du r a b i l i t y   a t   l ow   c os t ,   n o   m a i n t e na n c e   r e qui r e d,   a n di r e c t   c o n v e r s i o n   w i t h   n o   i n t e rm e di a t e   e n e r gy   c o n v e r s i o n   p r o c e s s   [6 - 7] .   B e s i de s ,   i t   ha s   t h e   po t e nt i a l   t o   e nha n c e t h e   l o nge v i t y   of   a n   e l e c t r i c a l   de v i c e   w h i l e   m a i nt a i n i ng  b o t h   e m i s s i o n s   a nd  n o i s e   f r e e   o p e r a t i o n   i . e .   p r o v i de s   c l e a n   e n e r gy   by   r e duc i n g r e e nh o us e   ga s   a n c a r b o n   e m i s s i o n s   [8] .   T hus ,   t h i s   de v i c e   h a s   be e n   w i de l y   us e t pow e r   po r t a b l e   e l e c t r o n i c   de v i c e s   s uc h   a s   g l uc o s e   m o n i t o ri n d e v i c e   [9] ,   e l e c t r o e n c e p h a l o g r a p h y   (E E G [10] a c c e l e r o m e t e r   [11] ,   s w e a t   c o n duc t i v i t y   m o n i t o ri n g   [12 ] ,   pr e s s u r e - t e m pe r a t u r e   S e n s o r   [13] ,   a nd  h u m a m o t i o m o ni t o r i n g   [14 ] ,   w h o s e   pow e r   r e qu i r e m e n t   i s   i t h e   ra n ge   o f   m W   t o   μ W .     T o   de s i gn   a n   e ff i c i e n t   T E G ,   t w o   f a c t o r s   m us t   b e   t a ke n   i nt o   c o n s i de r a t i o n s   s uc h   a s   t h e rm o e l e c t r i c   (T E )   m a t e r i a l s   a nd  h e a t   l o s s   r e duc t i o n .   A m o n g   T E   m a t e r i a l s ,   b i s m ut h   t e l l u ri de   (B i 2 Te 3 )   i s   w i de l y   us e fo r   T E   pow e r   ge n e r a t i o n s   due   t o   i t s   h i g h   e ff i c i e n c y   a t   n e a r   r o o m   t e m pe r a t u r e .   F o r   i n s t a n c e ,   C h e n   e t   al .   f a b r i c a t e   a   T E G   w i t h   Bi 2 Te a nd  B i 0 . 5 Sb 1 . 5 Te a s   n - t y pe   a n p - t y pe   T E   l e gs ,   a n o b t a i n e m a xi m um   o ut pu t   pow e r   ( P out Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Mode l l i ng  and  s i m ul a t i o o f   m a gne s i um   an t i m o ni d e   b as e d   t h e r m oe l e c t r i c   g e ne r a t or   ( Md .   N az i bul   H as an )   687   of   127  n W   a t   a   t e m pe r a t u r e   di f f e r e n c e   of   32. K   [15] .   N o ur  e t   a l .   m o de l l e a   T E G   w i t h   Bi 2 Te a n s h o w e d     P o u t   o f   1. W   f o r   h o t   a n d   c o l s i de   t e m pe ra t u r e s   o f   67 K   a n 35 K ,   r e s pe c t i v e l y   [16] .   K o n e t   al .   de ve l o pe a   w e a r a b l e   T E G   e m p l oy i n f l e xi b l e   B i 2 Te f i l m s   a nd  a c hi e v e o p e n   c i r c ui t   v o l t a ge   a n P o u t     of   48. m V   a n 69 3. n W ,   r e s pe c t i v e l y   [17] .   B e s i de s ,   l e a t e l l u ri de   (P b T e h a s   b e e n   w i de l y   s t udi e fo r   m e di um   ra n ge   t e m pe ra t u r e   T E   a ppl i c a t i o n s   i . e .   i t h e   ra n ge   i b e t w e e n   (450 - 85 0)  K .   F o e xa m pl e ,   M e i   e t   al .   m o de l l e a   s e gm e n t e T E G   w i t h   P b T e - Bi 2 Te 3   f o r   e n ha n c e de v i c e   e ff i c i e n c y   [18] .   W a n e t   al .   de s i g n e T E G   w i t h   P b T e   l e gs ,   a n o b t a i n e a   P o u t   o f   7. W   a t   a   t e m pe r a t u r e   di f f e r e n c e   o 500K   [19] .   N e ve r t h e l e s s ,   t o xi c i t y   a n e xi guo us   qua n t i t y   of   l e a (P b a n t e l l u r i um   (T e pr e s e n t e i n   t h e s e   m a t e r i a l s   m a ke   t h e m   a dv e r s e   fo r   T E   a pp l i c a t i o n s .   A l t e rna t i v e l y ,   m a g n e s i um   a n t i m o n i de   (M g 3 Sb 2 ),   a   n o n - t o xi c   a nd  a b u n da nt   i na t u r e ,   ha s   b e e n   e m e rge a s   p r o m i s i ng  t h e rm o e l e c t r i c   m a t e ri a l   o w i n t o   i t s   e xc e l l e n t   T E   p r o pe rt i e s   s uc h   a s   i t s   hi g S   w hi c i s   a r o u n 300  μ V K - 1   a n d   l o w   t h e rm a l   c o nduc t i v i t y   < [20] .   T y pi c a l l y ,   M g 3 Sb b e h a v e s   a s     p - t y pe   m a t e r i a l   d ue   t o   t h e   i n t ri n s i c   v a c a n c y   of   M a nd  t h us   e x hi b i t s   l o w   σ   a n o v e r a l l   ZT   v a l ue   o f   0. 94    [21 - 22] .   N e v e r t h e l e s s ,   us i n p r o pe r   do pa n t s   i t s   b e h a v i o ur   ha s   b e e n   t r a n s f o r m e i n t o   t h e   n - t y pe   m a t e ri a l   w i t h   t h e   h i g h e s t   ZT   v a l ue   up  t o   1. 85  [ 23] .   T h i s   p a pe r   p r e s e nt s   a   3D   (di m e n s i o na l )   m o de l l i ng  a nd  s i m ul a t i o n s   o f   a   π - s h a pe T E G   w i t h   p - t y p e   a n n - t y pe   Mg 3 Sb b a s e T E   l e gs .   T h e   h e a t   di s t r i b ut i o n   t hr o ug h   t h e   p - t y pe   a n d   n - t y pe   Mg 3 Sb b a s e T E   l e gs   a r e   a na l y z e d.   B e s i de s ,   t h e   ge n e ra t e t h e rm o e l e c t r i c   v o l t a g e ,   m a xi m u m   o ut pu t   po w e r ,   a nd  t h e rm o e l e c t r i c   pow e r   e ff i c i e n c y   f a c t o r   a r e   c a l c ul a t e a n a na l y z e us i n f i ni t e   e l e m e n t   a na l y s i s .   T hi s   pa pe r   i s   o r ga n i z e a s   fo l l ow s :   t h e   de s i g n   a n w o r ki ng  p ri n c i pl e   o f   T E G   a r e   d i s c us s e i n   S e c t i o 2.   S e c t i o n   p r e s e n t s   t h e   f i ni t e   e l e m e n t   a na l y s i s   a n d   go v e r n i ng  e qua t i o n s   f o r   t h e   T E G   o p e r a t i o n.   S e c t i o p r e s e nt s   t h e   ke y   r e s ul t s   a n a n a l y s i s ,   a n f i na l l y ,   t h e   pa pe i s   c o n c l ude d   i S e c t i o 5.       2.   D ES I G N   A N D   WO R K I N G   P R I N C I P LE   T h e   s c h e m a t i c   di a g ra m   o f   a   π - s h a pe T E G   w i t h   t h e r m o c o upl e s   a n i t s   e qui v a l e nt   c i r c u i t   i s   pr e s e nt e i n   F i gu r e   1.   I t   c o n s t i t ut e s   t w o   m a i n   p a r t s   s uc h   a s   T E   l e gs   a n i t s   c o nn e c t i n e l e c t r o de s .   H e r e i n ,   bo t h   t h e   T E   l e gs   c o n s i s t s   o f   t h e   p - t y pe   a n n - t y pe   M g 3 Sb 2 .   T h e s e   l e gs   a r e   e l e c t ri c a l l y   c o nn e c t e i n   s e r i e s   a n d   t h e rm a l l y   i n   p a r a l l e l .   T h e   ge o m e t ri c a l   d i m e n s i o n s   o f   o n e   t h e r m o c o upl e   a r e   s h o w n   i n   T a b l e   1.   W h e n e v e r     a   t e m pe ra t u r e   g r a d i e nt ,   ∆T ,   i s   a p pl i e i n   b e t w e e n   t w o   T E   l e gs ,   t h e   m a j o r i t y   c h a r ge   c a rri e s   p r e s e n t e a t   e a c T E   l e t e n ds   t o   di ff us e   f r o m   h i g h e r   c o n c e n t ra t i o n   t o   l o w e r   c o n c e n t r a t i o n ,   a s   a   c o n s e que n c e ,   a n   e l e c t r i c   po t e n t i a l   w i l l   i n i t i a t e   a c r o s s   t h e   T E   l e gs   [24] .   T h e   h e a t   f l ux  ( Q i s   a ppl i e a c r o s s   h o t   t o   t h e   c o l s i de     a n e l e c t r i c a l   c urr e nt   (   f l ow s   f r o m   n - t y pe   t o   t h e   p - t y p e   m a t e ri a l   due   t o   T ,   a s   de pi c t e i n   F i g u r e   1(a )   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   a   T E G   i s   de f i n e by   a   d i m e n s i o nl e s s   f i gur e   o f   m e r i t   ( ZT ),   w hi c i s   de f i n e a s :                    ( 1)     w h e r e   S,   σ k   i s   t h e   S e e b e c k   c oe ff i c i e n t ,   e l e c t r i c a l   c o n du c t i v i t y ,   t o t a l   t h e r m a l   c o n duc t i v i t y ,   r e s pe c t i v e l y .     T h e   e qua t i o s i g ni f i e s   t ha t   a   T E G   s h o ul c o n s t i t u t e   a   h i g h   S   t o   e nha n c e   t h e   c o n v e r s i o n   o f   h e a t   i n t o   e l e c t ri c a l   pow e r ,   a   h i g h   σ  t o   r e duc e   J o ul e   h e a t i n [ 25] ,   hi g h   po w e r   f a c t o r   ( PF   S 2 σ ),   l o w   t h e r m a l   c o n duc t i v i t y   ( k t hi n de r   t h e r m a l   s h o rt i n [2 6] ,   a n s h o ul m a i n t a i n   a   l a r g e   Δ T   i n   b e t w e e n   t h e   h o t   a n c o l s i de s   [27]   F i gu r e   1(b s h o w s   t h e   e qui v a l e nt   c i r c u i t   m o de l   w h e r e   T E G   i s   m o de l l e a s   a   vo l t a ge   s o ur c e ,   V TE ,   i n   s e ri e s   w i t a   r e s i s t o a n d   w hi c i s   de f i n e a s   [2 8 - 29]                                                      (2)       T a b l e   1 .   G e o m e t ri c a l   di m e n s i o n s   o f   a   t h e r m o c o upl e   M a t e ri a l   L e n g t h   ( m m )   T h i c k n e s s   (m m )   W i d t h   ( m m )   n - t y p e   a n d   p - t y p e   l e g   5   0 . 8   0 . 8   T o p   s i d e   e l e c t r o d e   0 . 3   0 . 8   2 . 4   Bo t t o m   s i d e   e l e c t r o d e   0 . 3   0 . 8   1 . 6       w h e r e   n   i s   t h e   n um b e r   o f   t h e rm o c o upl e s ,   S np  i s   t h e   r e l a t i v e   S e e b e c c oe ff i c i e n t   of   p -   t y pe   a n n - t y pe   T E   l e gs ,   a n T H   a nd  T C   a r e   t h e   t h e rm o c o upl e   t e m pe r a t u r e s   o f   t h e   h o t   a n c o l s i de .   T h e   T E   e qui v a l e nt   r e s i s t a n c e ,   R TE i s   t h e   t o t a l   r e s i s t a n c e   o ffe r e by   T E   l e gs   ( r T a n d   t h e   e l e c t r o de s   ( r e ),   w hi c i s   de f i n e a s   [3 0] :                                [ { (                 )                      }                             ]     (3)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   2 A ugus t   20 20  :     686   -   692   688   w h e r e   σ p σ n ,   a n σ e,   a r e   t h e   c o n duc t i v i t y   of   p - t y p e   T E   l e g n - t y p e   T E   l e g,   a n e l e c t r o de ,   r e s pe c t i v e l y ,   l TE   a n d   l a r e   t h e   l e n g t h   of   T E   l e gs   a n e l e c t r o de ,   r e s pe c t i v e l y ,   a n t TE w TE t e ,   a n w a r e   t h e   t h i c k n e s s   of  T E   l e gs ,   w i dt h   o f   T E   l e gs ,   t hi c k n e s s   of   t h e   t h e   e l e c t r o de ,   a n w i dt h   of   t h e   e l e c t r o de ,   r e s pe c t i v e l y .   It   s h o ul b e   n o t e t h a t   t h e   r i s   t e m pe r a t u r e   de pe nde n t   a n i t   de c r e a s e s   w i t h   e l e v a t e t e m pe r a t u r e .   O n c e   t h e   V TE   a n d   R TE   a r e   e s t i m a t e d,   t h e   c u rr e n t   ( I )   t hr o ug t h e   T E G   c a b e   c a l c ul a t e us i n t h e   f o l l ow i n g   e xp r e s s i o n :                       (4)           F i gu r e   1 .   ( a )   S c h e m a t i c   di a g r a m   o f   a   T E G   m o dul e   w i t h   t h e rm o c o upl e s   a n d   (b e qui v a l e n t   c i r c ui t   o f   a   t h e rm o c o upl e       T he   P out   a nd   t he r m o e l e c t ri c   p o w e e f f i c i e nc y   f a c t o ( ϕ )   a re   d e f i ne d   b y   t he   f o l l o w i ng   e x p re s s i o ns   [28 30] :                            (5     a n                   (                                                           )                             (6)     w h e r e   l Th er m o c o u p l e   a n w Th er m o co u p l e   a r e   t h e   l e n g t h   a nd  w i dt h   o t h e   c o m pl e t e   T E G ,   r e s pe c t i v e l y ,   a n P de f i n e s   t h e   o ut put   po w e r   o f   t h e   T E G .   A l l   t h e s e   pa ra m e t e r s   a r e   us e fo r   a na l y s i s ,   c a l c ul a t e   a nd  pl o t   t h e   V TE P o u t ,   a nd  ϕ   i t h e   f o l l ow i n s e c t i o n.       3.   F I N I TE  ELEM EN A N A L Y S I S   In   t h i s   w o r k,   CO M S O L   M ul t i p h y s i c s ®  w a s   us e t o   d o   t h e   n u m e r i c a l   s i m ul a t i o n   o f   a   3D   m o de l     of   t h e   T E G .   H e a t   t ra n s f e r   a nd  A C/ D m o dul e s   w e r e   us e d   t hr o ug h o ut   t h e   s i m u l a t i o p r o c e s s .   Bo t h   t h e s e   m o dul e s   a r e   us e t o   b ui l t h e   t h e r m o e l e c t r i c   e f fe c t   a n d   e l e c t r o m a g n e t i c   h e a t i n o f   T E G s   de pe n di ng  o m a t e ri a l   p r o pe rt i e s   a nd  ge o m e t r i c a l   di m e n s i o n s .   I t   w a s   a s s u m e t ha t   t h e   T H   w a s   300  K ,   c o n v e c t i v e   h e a t   f l ux ,   Q ,   w a s   40  W m - 2 K - w hi c i s   s ui t a b l e   f o r   r e a l   t i m e   e n v i r o nm e n t ,   a n t h e r e   i n   n o   h e a t   l o s s   du r i n g   s i m ul a t i o n ,   n e v e r t h e l e s s ,   h e a t   l o s s e s   a r e   t h e r e   t o   t h e   s u rr o u n d i n gs   i t h e   pra c t i c a l   c a s e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Mode l l i ng  and  s i m ul a t i o o f   m a gne s i um   an t i m o ni d e   b as e d   t h e r m oe l e c t r i c   g e ne r a t or   ( Md .   N az i bul   H as an )   689   In  t h e   h e a t   t r a n s f e r   m o dul e ,   w h e n e v e r   ∆T   i s   a ppl i e a c ro s s   t h e   T E   m a t e ri a l s ,   t h e   h e a t   f l ow   e qua t i o n   i t h e   t h e rm o e l e c t r i c   a na l y s i s   (7)  a nd  t h e   r e l a t i o n s hi b e t w e e n   h e a t   f l ux,   a n c u rr e nt   de n s i t y   of   T E   m a t e ri a l s   i . e .   t h e   e n e r gy   c o n s e r v a t i o n   f o r   a   s o l i d   do m a i t ha t   i n c l ude s   J o ul e   h e a t i n ( 8)  c a b e   ob t a i n e d,   w h i c a r e   de f i n e a s   f o l l ow s   [31] :     (                         )         (7)     a n                             (       )                    (8)     w h e r e   ρ d C p Q Q g k J ,   a n d   ρ T E   de f i n e s   t h e   de n s i t y ,   s pe c i f i c   h e a t   c a p a c i t y ,   h e a t   f l ux ,   h e a t   ge n e ra t i o n   ra t e   pe r   uni t   v o l um e ,   t h e rm a l   c o n duc t i v i t y ,   c urr e nt   de n s i t y ,   a n d   r e s i s t i v i t y   of   t h e   t h e r m o e l e c t r i c   m o dul e ,   r e s pe c t i v e l y .   T h e   h e a t   f l ux,   Q ,   i n   T E G   m o dul e   i s   de f i n e a s   t h e   f o l l ow i n (9)   [32 ] :                         (9)     W h e n e v e r   t h e   T E G   m o dul e   r e a c h e s   a   s t e a dy   s t a t e   c o n di t i o n ,   t h e   e l e c t r i c   c h a rge   a n t e m pe r a t u r e   di s t ri b ut i o n s   a r e   s t a b l e .   S o   w e   ge t   t h e   f o l l ow i n e qu a t i o n s   i n   A C/ D C   m o d ul e s   [33] :                     (10)                   (11)                          (12)     w h e r e   J J e Q j ,   a n d   E   de f i n e s   t h e   c urr e n t   de n s i t y ,   e xt e r na l   c u rr e n t   de n s i t y ,   c urr e nt   s o ur c e ,   a nd  e l e c t ri c a l   f i e l d,   r e s pe c t i v e l y .   A l l   t h e   (10 - 12 de f i n e   t h e   c o n t i n ui t y   o f   c urr e nt ,   t h e   e l e c t ri c a l   po t e n t i a l ,   a n d   c urr e nt   de n s i t y ,   r e s pe c t i v e l y .       4.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   A f t e r   e m pl oy i n g   t h e   go v e r ni n e qu a t i o n s ,   t h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   a n t h e   pe r f o rm a n c e s   o f   t h e   M g 3 Sb b a s e T E G   a r e   a n a l y z e i n   t h i s   s e c t i o n .   T h e   t e m pe r a t u r e   di s t r i b ut i o n   t hr o ug h   p - t y pe   a n n - t y pe   T E   l e gs   a n d   t h e   e ff e c t   of  v a r y i n t h e   n um b e r   o f   t h e r m o c o upl e s   o n   V TE P out ,   a n ϕ   a r e   o bs e r v e a n c a l c ul a t e by   us i n CO M S O L   M ul t i p h y s i c s ® T h e   h e a t   d i s t ri b ut i o n   o f   a   3D   t h e rm o c o upl e   t hr o ug h   t h e   p - t y p e   a n n - t y pe   M g 3 Sb 2   b a s e T E   l e gs   i s   s h o w n   i n   F i gu r e   2.   T h e   T C   a n T H   o f   t h e   t h e r m o c o upl e   a r e   s e t   t o   300  K   a n 800  K ,   r e s pe c t i v e l y ,   a n Q   of   40  W m - 2 K - i s   a pp l i e i n   o r de r   t o   ob s e r v e   t h e   h e a t   t ra n s f e r   f r o m   h o t   t o   t h e   c o l s i de   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   2(a ) .   It   c a n   b e   n o t e t h a t   t h e   h e a t   d i s t r i b ut i o n   t hr o ugh   t h e   l e n g t h   o n - t y pe   T E   l e i s   a l m o s t   l i n e a r,   n e v e r t h e l e s s ,   t h e   g ra p h   i s   de v i a t e f o r   p - t y pe   T E   l e i n   b e t w e e n   t h e   l e ngt h   o f ~   (3 - 4. 5)  m m   a s   s h o w n     i n   F i gu r e   2(b ).   It ' s   d ue   t o   t h e   v a l ue   w h i c h   i s   s l i g ht l y   hi g h e r   fo r   n - t y pe   t h a p - t y pe   M g 3 Sb b a s e T E   l e gs .   A f t e r   a t t a i ni n t h e   t e m pe r a t u r e   di s t r i b ut i o n   t hr o ug h   t h e   T E   l e gs ,   V TE   i s   i n v e s t i ga t e d.   F i gu r e   3(a )   s h o w s   t h e   3D   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   o f   a   t h e r m o c o upl e   w i t h   t h e   di r e c t i o o f   h e a t   f l ux  f o r m   h o t   t o   t h e   c o l s i de   a n i t s   ge n e r a t e V TE   f o r   w i t T C   a nd  T H   o f   300  K   a nd  80 K ,   r e s pe c t i v e l y .   T h e   c o l s i de   o f   t h e   t h e rm o c o upl e   i s   gr o u n de i . e .   0V   t o   de v e l o V TE   w h e n   t h e   h e a t   i s   s upp l i e a t   t h e   T H .   A s   t h e   i n   b e t w e e n   Mg 3 Sb b a s e d   T E   l e i n c r e a s e s ,   t h e   V TE   a l s o   i n c r e a s e s   s i n c e   V TE   i s   di r e c t l y   pr o p o r t i o n a l   t o   T   a c c o r di n t o   (2).     B e s i de s   t h i s   e qua t i o n   s h o w s   t h e   e ff e c t   of  e n ha n c i n t h e   num b e r   t h e r m o c o upl e s   o n   t h e   ge n e r a t e V TE   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   3(b ) .   A s   t h e   n u m b e r   t h e r m o c o upl e   i n c r e a s e s ,   t h e   m a x i m u m   a m o u n t   o f   T   di s s i p a t e s   t hr o ug h   t h e   t h e rm o c o upl e s   a n a s   a   r e s ul t   i n   t h e   e nha n c e m e n t   o f   V TE .   A   m a x i m u m   V TE   of  727  m V   i s   ob t a i n e a t     =   50 0K   f o r   f o ur   n - t y pe   a n d   p - t y p e   M g 3 Sb 2   b a s e t h e r m o c o upl e s .   T h e   P out   a n ϕ  o f   M g 3 Sb b a s e d   t h e rm o c o upl e s   a r e   pl o t t e g ra p h i c a l l y   ve r s us   T   i n   F i gu r e   3 ( c )   a nd   3 ( d ) .   It   c a b e   n o t e f r o m   t h e   pl o t   t h a t   b o t h   P o u t   a n ϕ  i n c re a s e s   e xp o n e nt i a l l y   w h i l e   e nha n c i n g   t h e   a n d   n u m b e r   o f   t h e r m o c o upl e s .   Bo t h   t h e s e   pa r a m e t e r s   de pe n o t h e   σ  o f   t h e   p - t y p e   a n d   n - t y pe   M g 3 Sb b a s e T E   l e gs .   A s   a   r e s ul t ,   σ  o f   t h e   p - t y pe   a n d   n - t y pe   M g 3 Sb b a s e T E   l e gs   i n c r e a s e s   w i t h   i n c r e a s i ng  t e m pe ra t u r e   a n d   t h e   ov e r a l l   r e s i s t a n c e   of   t h e   t h e rm o c o upl e   de c r e a s e s   a c c o r d i n t o   (3).   T h us ,   b o t h   P out   a nd  ϕ  a r e   i n c r e a s i n e xpo n e n t i a l l y   a s   P out  i s   i n v e r s e l y   pr o po r t i o n a l   t o   o ve r a l l   re s i s t a n c e   a n ϕ  i s   di r e c t l y   pr o po r t i o na l   t o   P o u t   a c c o r di n t o   (5)  a n (6),   r e s pe c t i v e l y .   A   m a x i m u m   P o u t   a n d   ϕ  of  8880  μ W   a n 3468 . 7   μ W m m - 2 K - 2   i s   o b t a i n e a t   =   500K   f o r   f o ur   n - t y pe   a n p - t y pe   M g 3 Sb 2   b a s e t h e rm o c o upl e s ,   r e s pe c t i v e l y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   2 A ugus t   20 20  :     686   -   692   690       F i gu r e   2 .   S i m u l a t i o r e s ul t s   s h o w i n ( a 3D   h e a t   d i s t ri b ut i o p r o f i l e   t hr o ug h   o n e   t h e r m o c o u pl e   a n d     (b w i t h i t h e   T E   l e gs           F i gu r e   3 .   S i m u l a t i o r e s ul t s   s h o w i n ( a 3D   m o de l   o f   a   t h e rm o c o upl e   w i t ge n e ra t e d   t h e r m o e l e c t r i c   v o l t a ge .   E nh a n c e m e n t   o f   (b t h e rm o e l e c t r i c   v o l t a ge ,   (c )   O ut p ut   po w e r ,   a n d   (d)   t h e r m o e l e c t ri c   po w e r   e f f i c i e n c y   f a c t o r   w h i l e   e nh a n c i ng  t h e   n u m b e r   o f   t h e r m o c o upl es       5.   C O N C LU S I O N     T h i s   p a pe r   p r o po s e t h e   m o de l l i n a n s i m u l a t i o n   of   a   π - s h a pe M g 3 Sb b a s e T E G .     T h e   T E   pe r f o r m a n c e   h a s   b e e n   e v a l ua t e a n a n a l y z e by   a na l y t i c   m o de l l i n a n f i n i t e   e l e m e n t   s i m ul a t i o n .   T h e   h e a t   di s t ri b ut i o n   t hr o ug h   t h e   p - t y pe   a n n - t y p e   M g 3 Sb b a s e T E   l e gs   h a v e   b e e n   e v a l ua t e a n i t   ha s   fo un t ha t   t h e   h e a t   di s t ri b ut i o n   i s   n e a rl y   l i n e a r   a nd  h i g h e r   t hr o ug h   t h e   n - t y pe   l e a n s l i g h t l y   d e v i a t e a n d   l o w e r   i n   p - t y pe   l e due   t o   hi g h   v a l ue   f o r   n - t y pe   t h a n   t h e   p - t y pe   l e g.   B e s i de s ,   e n ha n c e V TE   v a l ue   i s   o b t a i n e a t   h i g h   ∆T   w i t h   a n   e nha n c e n u m b e r   of   t h e rm o c o upl e s .   M or e o ve r ,   t h e   m a xi m um   P o u t   a n ϕ  i s   o b t a i n e w i t a n   e nh a n c e n u m b e r   o f   t h e rm o c o upl e s   a n due   t o   t h e   l o w   R TE   v a l ue   o f   bo t h   t h e   M g 3 Sb b a s e T E   l e gs .   T h e   r e s ul t   s h o w s   t ha t   t h e   de v e l o pe T E G   de v i c e   h a s   t h e   po t e nt i a l   t o   ge n e ra t e   8. 89  m W   a n 3 . 47  μ W m m - 2 K - 2   c l a s s   m a xi m um   o ut pu t   pow e r   a nd  m a xi m um   o ut put   po w e r   e ff i c i e n c y ,   r e s pe c t i v e l y   a t   ≤  800K .   T h e   a n a l y s i s   pe r f o r m e i n   t hi s   r e s e a r c h   c a n   b e   a   b a s e   t ge n e r a t e   pow e r   f r o m   v a r i o us   s o ur c e s   i . e .   f r o m   t h e   c a r   e ngi n e   t h u m a b o d y   h e a t .   T h us ,   m o s t   o f   t h e   r e s e a r c h   o n   π - s ha pe d   M g 3 Sb b a s e T E G   c o ul b e   s e e n   i n   o n - b o a r pow e r   ge n e r a t i o n   de v i c e s   i n   t h e   n e a f ut u r e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Mode l l i ng  and  s i m ul a t i o o f   m a gne s i um   an t i m o ni d e   b as e d   t h e r m oe l e c t r i c   g e ne r a t or   ( Md .   N az i bul   H as an )   691   A C K N O WL ED G E M EN TS     T h i s   w o r w a s   s uppo r t e i n   p a rt   by   U n i v e r s i t i   T e k n o l o gi   M a l a y s i a   a nd  U ni v e r s i t i   M a l a y s i a   P a ha n g   t hr o ugh   Co l l a b o r a t i v e   R e s e a r c h   G ra n t   (CR G   05G 35  &   CR G   05G 02)  a n t h e   M i ni s t r y   of   E duc a t i o n   M a l a y s i a   t hr o ugh  F u n d a m e nt a l   R e s e a r c u n de G r a nt   (F R G S   5F 081).       R EF ER EN C ES     [ 1]   P .   Y u ,   e t   a l . ,   " D e s i g a nd  f a b r i c a t i o o f   s i l i c o na no w i r e s   t o w a r ds   e f f i c i e nt   s o l a r   c e l l s , "   N ano  T oda y ,   v o l .   1 1,   no .   6 ,   pp.   70 4 - 737,   2 016 .   [ 2]   T a n,   J i a D i ng ,   e t   a l .   " A e l e c t r o m a g ne t i s m - l i k e   m e c ha ni s m   a l g o r i t hm   a pp r o a c f o r   ph o t o vo l t a i c   s y s t e m   o pt i m i z a t i o n, "   I nd one s i an   J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   an C om put e r   Sc i e nc e ,   12 . 1 ,   p p .   33 3 - 340 2 018 .   [ 3]   C he n,   C ha i   P h i ng ,   e t   a l .   " A   he a t   w a s t e   r e c ov e r y   s y s t e m   v i a   t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r , "   I nd one s i a J o ur na l   o f   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng   a nd  C om pu t e r   S c i e nc e ,   v o l .   1 6,   no .   2 ,   p p .   5 86 - 590 20 19 .   [ 4]   B a a t a r ,   N y a m ba y a r ,   a nd  S hi ho   K i m .   " A   t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r   r e pl a c i ng   r a d i a t o r   f o r   i nt e r n a l   c o m bus t i o e ng i ne   v e hi c l e s , "   T e l k om n i k a ,   v o l .   9 ,   no .   3 ,   pp .   523 2011 .   [ 5]   H a s a n ,   M . N . ,   e t   a l .   I no r g a ni c   t he r m o e l e c t r i c   m a t e r i a l s :   A   r e v i e w ,   I nt e r n at i on al   J ou r na l   o f   E ne r g y   R e s e ar c h 2020;   1 - 53 .   h t t p s : / / do i . o r g / 10 . 1 002 / e r . 5 313   [ 6]   A .   A bdul   T a h r i m ,   e t   a l . ,   " C ha r a c t e r i z a t i o o f   he a t   f l o w   i s i l i c o na no w i r e   a r r a y s   f o r   e f f i c i e nt   t he r m o e l e c t r i c   po w e r   ha r v e s t i ng , "   E x pe r i m e nt a l   H e a t   T r an s f e r ,   v o l .   31 ,   no .   6 ,   pp .   470 - 48 1,   201 8.   [ 7]   K .   V .   S e l v a n ,   e t   a l . ,   " M e t ho do l og i c a l   r e v i e w s   a nd   a n a l y s e s   o t he   e m e r g i ng   r e s e a r c t r e nd s   a nd   pr o g r e s s e s   o f   t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r s , "   I nt e r n at i ona l   J o ur na l   o f   E ne r g y   R e s e ar c h ,   v o l .   4 3,   no .   1 ,   p p.   11 3 - 140 ,   2019 .   [ 8]   K .   V .   S e l v a n,   e t   a l . ,   " M i c r o - s c a l e   e n e r g y   ha r v e s t i ng   de v i c e s :   R e v i e w   o f   m e t ho do l og i c a l   pe r f o r m a nc e s   i t he   l a s t   de c a de , "   R e ne w abl e   and  Sus t a i nab l e   E ne r g y   R e v i e w s ,   v o l .   5 4,   pp .   1 035 - 1047 ,   201 6.   [ 9]   H .   L e e ,   e t   a l . ,   " A   g r a phe ne - ba s e e l e c t r o c he m i c a l   de v i c e   w i t t he r m o r e s po ns i v e   m i c r o ne e d l e s   f o r   di a be t e s   m o ni t o r i ng   a nd  t h e r a py , "   N at ur e   N ano t e c hno l og y ,   v o l .   11,   p p.   56 6 -   572 ,   2 016 .   [ 10]   T .   T o r f s ,   e t   a l . ,   " W e a r a b l e   a u t o no m o us   w i r e l e s s   e l e c t r o - e nc e pha l o g r a ph y   s y s t e m   f ul l y   po w e r e by   hum a bo dy   he a t , "   IE EE   Se ns o r s ,   pp .   1269 - 12 72,   2 008 .   [ 11]   Y .   W a ng ,   e t   a l . ,   " W e a r a bl e   t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r   t o   ha r v e s t   bo d y   he a t   f o r   po w e r i ng   a   m i n i a t u r i z e d   a c c e l e r o m e t e r , "   A pp l i e E ne r gy ,   v o l .   2 15,   p p.   69 0 - 698,   2 018 .   [ 12]   L .   O r t e g a ,   e t   a l . ,   " S e l f - po w e r e s m a r t   pa t c f o r   s w e a t   c o nduc t i v i t y   m o ni t o r i ng , "   M i c r os y s t e m s   &   N anoe ngi ne e r i ng ,   v o l .   5,   no .   1,   p p .   3 ,   2019 .   [ 13]   S .   H a n ,   e t   a l . ,   " T he r m o e l e c t r i c   P o l y m e r   A e r og e l s   f o r   P r e s s ur e T e m pe r a t ur e   S e n s i ng   A ppl i c a t i o ns , "   A d v anc e d   F unc t i o nal   M a t e r i a l s ,   v o l .   27 ,   no .   44 ,   p p.   17 0354 9,   20 17 .   [ 14]   D .   Y .   C ho i ,   e t   a l . ,   " H i g hl y   S t r e t c ha bl e ,   H y s t e r e s i s - F r e e   I o ni c   L i qu i d - B a s e S t r a i S e ns o r   f o r   P r e c i s e   H um a n   M o t i o M o ni t o r i ng , "   A C A pp l i e M a t e r i al s   &   I n t e r f ac e s ,   v o l .   9,   n o .   2,   p p.   17 70 - 1780 ,   201 7.   [ 15]   B .   C he n ,   e t   a l . ,   " F l e x i b l e   t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r s   w i t i nk j e t - pr i nt e bi s m u t t e l l u r i de   n a no w i r e s   a n l i qu i m e t a l   c o nt a c t s , "   N a nos c al e ,   v o l .   11 ,   no .   12 ,   pp .   5222 - 52 30 ,   2 019 .   [ 16]   A .   N o ur   E ddi ne ,   e t   a l . ,   " M o de l i ng   a n S i m ul a t i o o f   a   T he r m o e l e c t r i c   G e n e r a t o r   U s i ng   B i s m ut T e l l ur i d e   f o r   W a s t e   H e a t   R e c o v e r y   i A ut o m o t i v e   D i e s e l   E ng i n e s , "   J ou r n al   o f   E l e c t r oni c   M a t e r i a l s ,   v o l .   48 ,   no .   4,     pp.   20 36 - 2045 ,   201 9.   [ 17]   D .   K o ng ,   e t   a l . ,   " H i g h - pe r f o r m a nc e   f l e x i b l e   B i 2 Te 3   f i l m s   ba s e d   w e a r a b l e   t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r   f o r   e n e r g y   ha r v e s t i ng , "   E ne r gy ,   v o l .   1 75,   p p.   29 2 - 299 ,   2 019 .   [ 18]   D .   M e i ,   e t   a l . ,   " N um e r i c a l   m o de l i ng   a nd   o pt i m i z a t i o o f   t he   s e g m e nt e P bT e - B i T e - ba s e t h e r m o e l e c t r i c   l e g , "   J our nal   o f   A pp l i e P hy s i c s ,   v o l .   120 ,   no .   12,   p .   124 503 ,   2016 .   [ 19]   X .   W a ng e t   a l . ,   " G e o m e t r i c   s t r uc t ur a l   de s i g f o r   l e a t e l l ur i um   t he r m o e l e c t r i c   po w e r   g e ne r a t i o a p pl i c a t i o n, "   R e ne w abl e   E ne r gy ,   v o l .   141 ,   pp .   8 8 - 95,   2 019 .   [ 20]   S .   S o ng ,   e t   a l . ,   " J o i nt   e f f e c t   of   m a g ne s i um   a nd  y t t r i um   o e nha nc i n g   t he r m o e l e c t r i c   pr o pe r t i e s   o f   n - t y pe   Z i nt l   M g 3 +   δ Y 0 .   0 2 Sb 1 . 5 Bi 0 . 5 , "   M at e r i al s   T oda y   P hy s i c s ,   v o l .   8,   pp .   25 - 33 ,   2019 .   [ 21]   A .   B ha r dw a j ,   et   a l . ,   " S i g ni f i c a n t l y   e nha nc e t he r m o e l e c t r i c   f i g ur e   o f   m e r i t   o f   p - t y pe   M g 3 Sb 2 - ba s e Z i n t l   pha s e   c om po unds   v i a   na no s t r uc t u r i ng   a nd  e m p l oy i ng   hi g e ne r gy   m e c ha ni c a l   m i l l i ng   c o upl e w i t s p a r p l a s m a   s i n t e r i ng , "   J o ur n al   o f   M a t e r i a l s   C he m i s t r y   A ,   v o l .   3 ,   no .   20 ,   p p.   10 7 77 - 10786 ,   201 5.   [ 22]   J .   S hua i ,   e t   a l . ,   " S i g ni f i c a nt   r o l e   o f   M g   s t o i c hi o m e t r y   i de s i g ni ng   hi g t he r m o e l e c t r i c   pe r f o r m a nc e   f o r   M g 3   ( S b ,   B i ) 2 - ba s e n - t y pe   z i nt l s , "   J our n al   o f   t he   A m e r i c an   C he m i c al   So c i e t y ,   v o l .   14 0,   no .   5 ,   p p.   19 10 - 191 5,   20 18.   [ 23]   X .   C he n e t   a l . ,   " E xt r a o r d i na r y   t he r m o e l e c t r i c   pe r f o r m a nc e   i n - t y pe   m a ng a ne s e   do pe M g 3 Sb 2   Z i nt l :   H i g ba nd   de g e ne r a c y ,   t une c a r r i e r   s c a t t e r i ng   m e c ha ni s m   a nd  h i e r a r c h i c a l   m i c r o s t r uc t ur e , "   N an E ne r gy ,   v o l .   52 ,     pp.   24 6 - 255,   2 018 .   [ 24]   K .   V .   S e l v a n,   e t   a l . ,   " S t a t e - of - t he - A r t   R e v i e w s   a nd   A na l y s e s   o f   E m e r g i ng   R e s e a r c F i nd i ng s   a nd  A c hi e v e m e nt s   o f   T he r m o e l e c t r i c   M a t e r i a l s   o v e r   t he   P a s t   Y e a r s , "   J our nal   o f   E l e c t r on i c   M a t e r i a l s ,   v o l .   48 ,   no .   2,   pp .   745 - 77 7,   20 19.   [ 25]   T .   Z hu ,   e t   a l . ,   " C o m pr o m i s e   a nd  s y ne r gy   i hi g h‐ e f f i c i e nc y   t h e r m oe l e c t r i c   m a t e r i a l s , "   A dv anc e m at e r i a l s ,   v o l .   29,   no .   14 ,   p p .   1605 884 ,   2017 .   [ 26]   G .   P e n ne l l i ,   " R e v i e w   o f   na no s t r uc t ur e d e v i c e s   f o r   t he r m o e l e c t r i c   a ppl i c a t i o ns , "   B e i l s t e i j ou r na l   o f   nano t e c hno l og y ,   v o l .   5 ,   pp .   1268 -   1284 ,   20 14.   [ 27]   L .   E .   B e l l ,   " C o o l i ng ,   he a t i ng ,   g e ne r a t i ng   po w e r ,   a nd  r e c o v e r i ng   w a s t e   he a t   w i t t he r m o e l e c t r i c   s y s t e m s , "   Sc i e nc e ,   v o l .   321 ,   no .   5 895 ,   pp .   1 457 - 146 1,   20 08 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   2 A ugus t   20 20  :     686   -   692   692   [ 28]   K .   V .   S e l v a n ,   e t   a l . ,   " C o ppe r - N i c ke l   a nd  C o ppe r - C o ba l t   T he r m o e l e c t r i c   G e ne r a t o r s :   P o w e r - G e ne r a t i ng   O pt i m i z a t i o t h r o ug S t r uc t u r a l   G e o m e t r i c s , "   I E E E   T r ans ac t i ons   on  E l e c t r on   D e v i c e s ,   v o l .   6 5,   no .   8 ,     pp.   33 94 - 3400 ,   201 8.   [ 29]   M .   W a hba h ,   e t   a l . ,   " C h a r a c t e r i z a t i o o f   hum a bo d y - ba s e d   t he r m a l   a nd  v i br a t i o e n e r g y   ha r v e s t i ng   f o r   w e a r a b l e   de v i c e s , "   I E E E   J our n al   on   E m e r g i ng   an Se l e c t e T o pi c s   i n   C i r c ui t s   a nd  Sy s t e m s ,   v o l .   4,   no .   3,   p p.   35 4 - 363,   2 014 .   [ 30]   K .   V .   S e l v a n ,   e t   a l . ,   " C o ppe r - C o ba l t   T he r m o e l e c t r i c   G e ne r a t o r s :   P o w e r   I m pr ov e m e nt   T hr o ug O pt i m i z e d   T hi c kne s s   a nd  S a ndw i c he P l a na r   S t r uc t ur e , "   I E E E   T r ans ac t i ons   o E l e c t r on  D e v i c e s ,   v o l .   66,   no .   8,     pp.   34 59 - 3465 ,   201 9.   [ 31]   S .   Z ho u,   e t   a l . ,   " M ul t i s c a l e   m o de l i ng   o f   T he r m o e l e c t r i c   G e ne r a t o r s   f o r   c o nv e r s i o pe r f o r m a nc e   e nha nc e m e nt , "   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   H e at   an M a s s   T r ans f e r ,   v o l .   8 1,   pp .   639 - 6 45,   20 15.   [ 32]   B .   J a ng ,   e t   a l . ,   " O p t i m a l   de s i g f o r   m i c r o - t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r s   us i ng   f i ni t e   e l e m e nt   a na l y s i s , "   M i c r oe l e c t r on i c   E ngi ne e r i n g,   v o l .   88,   no .   5 ,   pp.   7 75 - 778 ,   2011 .   [ 33]   H .   S un ,   e t   a l . ,   " G e o m e t r i c   o p t i m i z a t i o o f   t w o - s t a g e   t he r m o e l e c t r i c   g e ne r a t o r   us i ng   g e ne t i c   a l g o r i t hm s   a nd   t he r m o d y na m i c   a na l y s i s , "   E ne r gy ,   v o l .   17 1,   pp .   37 - 48 ,   2019 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         M d .   N az i b u l   H as an   r e c e i v e B .   E ng .   de g r e e   i E l e c t r o ni c s   a n T e l e c o m m uni c a t i o E ng i ne e r i ng  f r o m   G a uha t i   U n i v e r s i t y ,   I ndi a   i 2 013 .   H e   r e c e i v e t he   M .   T e c h.   de g r e e   i M o bi l e   C o m m uni c a t i o a nd  C o m put i ng   f r o m   N a t i o na l   I ns t i t ut e   o f   T e c hnol o gy ,   A r una c ha l   P r a de s h ,   I ndi a   i 2016 .   H e   i s   c ur r e n t l y   pur s ui ng   hi s   P h . D .   de g r e e   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   a t   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a .   H i s   r e s e a r c i nt e r e s t s   i nc l ud e   E ne r gy   H a r v e s t i ng   D e v i c e s ,   M E M S ,   a n N E M S .         H e r l i n A b d u l   R ah i m   r e c e i v e a   B . E ng   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   ( C o nt r o l   a n I ns t r um e n t a t i o n)   a nd  M . S c   i E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a   i 199 a nd  2 000 ,   r e s pe c t i v e l y .   S he   r e c e i v e d   he r   P h. D   i E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M A R A ,   i 2 009 .   A t   p r e s e n t   s he   i s   a A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   a t   F a c u l t y   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a .   S he   i s   c ur r e n t l y   a   D e put y   D i r e c t o r   ( C o r po r a t e   M a na g e m e n t )   a t   R e s e a r c M a n a g e m e nt   C e nt r e   i U T M .   H e r   c ur r e n t   r e s e a r c i n t e r e s t s   a r e   s e ns o r   t e c hno l o gy   a nd  a r t i f i c i a l   i nt e l l i g e nt   s y s t e m .   S h e   a c t i v e l y   i nv o l v e i R & D   a nd  t o   da t e ,   s h e   h a s   f i l e d   72  I P R   i nc l u di ng   p a t e nt   f i l i ng s   a nd   c o p y r i g ht s .   S he   h a s   w o m a ny   m e da l s   f o r   he r   i nv e nt i o ns   a nd   i n no v a t i o ns   a t   i nt e r na t i o na l   a nd  l o c a l   r e s e a r c e xh i b i t i o n.   S h e   ha s   a l s o   publ i s h e m o r e   t ha 2 00  r e s e a r c a r t i c l e s   i i n t e r na t i o na l   j o ur na l s ,   p r o c e e di ng s ,   bo o c ha pt e r s   a n r e s e a r c m o nog r a phs .   S he   i s   a   s e n i o r   m e m be r   o f   t he   I E E E ,   a   P r o f e s s i o na l   E ng i ne e r   o f   B o a r o f   E ng i ne e r s   M a l a y s i a   ( B E M ) ,   a   c o r po r a t e   m e m be r   o f   t he   I ns t i t u t e   o f   E ng i ne e r s   M a l a y s i a   ( I E M )   a nd  C h a r t e r e E ng i n e e r ,   t he   I ns t i t ut e     o f   E ng i ne e r i ng   a n T e c hno l o gy .         M o h d   A s h r a f   A h m ad   r e c e i v e h i s   f i r s t   de g r e e   i B . E ng   E l e c t r i c a l   M e c ha t r o ni c s   a n M a s t e r   D e g r e e   i M . E ng   M e c ha t r o n i c s   a nd   A ut o m a t i c   C o nt r o l   f r o m   U n i v e r s i t y   o f   T e c hno l o gy   M a l a y s i a   ( U T M )   i 2006  a nd  2 008 ,   r e s p e c t i v e l y .   I 2015,   he   r e c e i v e a   P h. D   i I nf o r m a t i c s   ( S y s t e m s   S c i e nc e )   f r o m   K y o t o   U ni v e r s i t y .   C ur r e n t l y ,   he   i s   a   s e ni o r   l e c t u r e r   i t he   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o n i c s   E ng i ne e r i ng   T e c hno l o gy ,   U ni v e r s i t y   M a l a y s i a   P a ha n g   ( U M P ) .   H i s   c ur r e n t   r e s e a r c i nt e r e s t s   a r e   m o de l - f r e e   c o nt r o l ,   c o nt r o l   o f   M e c ha t r o ni c   s y s t e m s ,   no nl i n e a r   s y s t e m   i d e nt i f i c a t i o a nd  v i br a t i o c o nt r o l .   H e   ha s   be e s e r v i ng   a s   A s s o c i a t e   E d i t o r   f o r   t he   I nt e r na t i o na l   J o ur n a l     o f   E l e c t r i c a l   a nd  C o m put e r   E ng i ne e r i ng   s i nc e   201 6,   A ppl i c a t i o ns   of   M o de l l i ng   a nd  S i m ul a t i o s i nc e   201 7,   a n J o ur na l   o f   F ut u r e   R o bo t   L i f e   s i nc e   2019 .         M o h am e d   S u l t a n   M o h am e d   A l i   r e c e i v e t h e   B . E ng .   a nd  M . E ng .   de g r e e s   i e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng   f r o m   U n i v e r s i t i   T e k no l o g i   M a l a y s i a ,   S k ud a i ,   J o ho r ,   M a l a y s i a ,   i 2 0 0 a n 2 0 08 ,   r e s p e c t i v e l y ,   a n t h e   P h . D .   de g r e e   i n   e l e c t r i c a l   a n c o m pu t e r   e ng i n e e r i ng   f r o m   t he   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a n C o m p u t e r   E ng i ne e r i ng ,   T h e   U n i v e r s i t y   o f   B r i t i s C o l um b i a ,   V a nc o uv e r ,   B C ,   C a n a d a ,   i 2 0 12 .   F r o m   2 0 01  t o   20 0 7 ,   h e   h e l v a r i o us   e ng i ne e r i ng   po s i t i o ns   a t   F l e x t r o n i c s   I nt e r na t i o n a l   L t d .   a n J a b i l   C i r c u i t ,   I nc .   H e   i s   c u r r e n t l y   a A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   i t h e   F a c u l t y   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a .   D r .   M o h a m e S u l t a s e r v e s   a s   a   c o ns u l t a n t   f o r   F l e x t r o n i c s   M a l a y s i a   i t h e   f a i l u r e   a n a l y s i s   d i v i s i o a n i s   a c t i v e l y   i nv o l v e i m a ny   i nd u s t r i a l   p r o j e c t s .   H e   w a s   a w a r d e C h a r t e r e E ng i n e e r   ( C . E ng . )   a n P r o f e s s i o na l   E ng i ne e r   ( P . E ng . )   by   U ni t e K i ng do m   E n g i n e e r i ng   C o unc i l   a n B o a r o f   E ng i ne e r s   M a l a y s i a ,   r e s p e c t i v e l y .   D r .   M o h a m e S u l t a i s   a l s o   a   S e n i o r   M e m b e r   o f   I E E E   ( S M I E E E ) .   D r .   M o h a m e d   S u l t a h a s   pu b l i s h e o v e r   1 00  t e c hn i c a l   p a p e r s   i M E M S   a nd   r e l a t e f i e l d s .   H e   h a s   a l s o   s e r v e a s   t h e   e d i t o r   o f   bo o k s   i M e c h a t r o n i c s .   H i s   r e s e a r c i n t e r e s t s   a r e   i t he   a r e a s   o f   M E M S ,   na n o t e c h no l o g y ,   a nd  a l s o   i m i c r o / n a no f a b r i c a t i o t e c hno l o g i e s ,   i nc l u d i ng   w i r e l e s s   m i c r o de v i c e s ,   i n t e g r a t i o n   o f   m i c r o s t r uc t u r e s ,   a n d   m i c r o r o bo t i c s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.