The world's current energy use is dominated by fossil fuels such as oil, coal, and natural gas. According to the International Energy Agency (IEA), they account for approximately 60% of global energy consumption. The effects of burning fossil fuels on the environment and human health, such as air pollution, climate change, and the deterioration of natural ecosystems, are causing significant concern. Therefore, there is a high demand for seeking new sources of green energy or gaining waste energy from current sources. To that end, thermoelectric (TE) materials offer promising features because of their ability to convert heat energy to electrical energy or vice versa. In their suitable implementation, they can improve energy efficiency and decrease the production of greenhouse gas emissions in several applications, such as power generation, refrigeration and cooling, aerospace applications, transportation, medical applications, and waste heat recovery in general. Exploring environmentally sustainable and scalable synthesis methodologies is essential for the advancement and practical integration of thermoelectric materials into everyday applications. This research introduces a novel hydrothermal route that remarkably reduces the synthesis time to 5 minutes by utilizing a microwave-assisted heating method at 220 °C. This abbreviated duration is notably lower than commonly employed synthesis techniques in the literature, thereby saving time and energy. In addition, using water as a solvent and employing the low-temperature cold-press technique for compaction align with the principles of sustainability and green chemistry. At the end of the synthesis, an impressive 95% yield is obtained, and thereby, the innovative synthesis approach proves its sustainability and environmentally conscientious nature. Using synthesized Ag2Se powder, cold-pressed pellets and hybrid films are fabricated, followed by structural and thermoelectric characterization. A power factor of 2641 µW/mK2 and 1693 µW/mK2 have been achieved for bulk Ag2Se-R2 and Ag2Se-R1, respectively. The thermoelectric figure of merit (ZT) for bulk Ag2Se-R2 has reached an exceptional value of 1.56, which is found to be 0.72 for the pure phase. Ag2Se-R2/PMMA hybrid films exhibit a power factor of 130 µW/mK2, while Ag2Se-R1/PMMA hybrid films show a power factor near zero due to low electrical conductivity. All the properties are measured at room temperature. The findings highlight the great potential of this study to be integrated into large-scale applications such as thermoelectric generators or wearable electronic devices.

Världens nuvarande energianvändning domineras av fossila bränslen som olja, kol och naturgas. Enligt International Energy Agency (IEA) står de för cirka 60 % av den globala energiförbrukningen. Effekterna av förbränning av fossila bränslen på miljön och människors hälsa, såsom luftföroreningar, klimatförändringar och försämringen av naturliga ekosystem, väcker stor oro. Därför finns det en stor efterfrågan på att söka nya källor för grön energi eller få avfallsenergi från nuvarande källor. För detta ändamål erbjuder termoelektriska (TE) material lovande egenskaper på grund av deras förmåga att omvandla värmeenergi till elektrisk energi eller vice versa. I lämplig implementering kan de förbättra energieffektiviteten och minska produktionen av utsläpp av växthusgaser i flera tillämpningar, såsom kraftgenerering, kylning och kylning, flygtillämpningar, transporter, medicinska tillämpningar och spillvärmeåtervinning i allmänhet.Att utforska miljömässigt hållbara och skalbara syntesmetoder är avgörande för att utveckla och praktiskt integrera termoelektriska material i vardagliga applikationer. Denna forskning introducerar en ny hydrotermisk väg som anmärkningsvärt minskar syntestiden till 5 minuter genom att använda en mikrovågsassisterad uppvärmningsmetod vid 220 °C. Denna förkortade varaktighet är avsevärt lägre än vanliga syntestekniker i litteraturen, vilket sparar tid och energi. Att använda vatten som lösningsmedel och använda lågtemperatur kallpressteknik för kompaktering är dessutom i linje med principerna om hållbarhet och grön kemi. I slutet av syntesen erhålls ett imponerande utbyte på 95 %, och därigenom bevisar den innovativa syntesmetoden sin hållbarhet och miljömedvetna karaktär. Med hjälp av syntetiserat Ag2Se-pulver tillverkas kallpressade pellets och hybridfilmer, följt av strukturell och termoelektrisk karakterisering. En effektfaktor på 2641 µW/mK2 och 1693 µW/mK2 har uppnåtts för bulk Ag2Se-R2 respektive Ag2Se-R1. Det termoelektriska meritvärdet (ZT) för bulk Ag2Se-R2 har nått ett exceptionellt värde på 1,56, vilket visar sig vara 0,72 för den rena fasen. Ag2Se-R2/PMMA hybridfilmer uppvisar en effektfaktor på 130 µW/mK2, medan Ag2Se-R1/PMMA hybridfilmer visar en effektfaktor nära noll på grund av låg elektrisk konduktivitet. Alla egenskaper mäts vid rumstemperatur. Resultaten belyser den stora potentialen för denna studie att integreras i storskaliga applikationer som termoelektriska generatorer eller bärbara elektroniska enheter.