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科学家开发出可将废热转化为能量的高效材料

 崛步化学 2021-11-03

科学家开发出可将废热转换成能量的高效材料  —————————_—————据说这种热电材料是迄今为止最有效的材料


来自西北大学和首尔国立大学的一组研究人员开发出一种实用形式的极高性能热电材料,它可能是迄今为止最有效的。

 

正如发表在《Nature Materials》杂志上的研究中,在消除了之前测试中降低性能的氧化问题后,研究人员能够获得高转化率。这种新材料是多晶形式的纯化硒化锡,拥有成为将废热转化为电能的可行材料所需的所有好东西。

 
热电系统如何发电

热电是一种双向机制,可将温度变化转换为电压,反之亦然。虽然热电设备被用于某些领域,例如NASA在火星上的Perseverance车,但这些应用的数量很少。

 

由于生产优质设备存在巨大障碍,这些设备并没有像太阳能电池那样迅速发展。“我们专注于开发一种低成本、高性能的材料,并将热电设备推向更广泛的应用”该研究的通讯作者、专门设计新材料的MercouriKanatzidis说。

 

简而言之,热电系统利用温度梯度发电。当特殊材料的一侧被加热时,这会导致电子开始从较热的一侧移动到较冷的一侧,从而产生电流。通过利用这项技术,科学家们有朝一日可以帮助回收能源,否则这些能源将被浪费为电子设备、发电厂和发动机中的热量。

 
新材料

在热电中,废热转换的效率由其“品质因数”表示,这个称为ZT。数字越高,转化率越高,在最近的这项研究中,研究人员声称已经实现了创纪录的ZT3.1。

 

“这为用多晶硒化锡颗粒制造新设备及其应用探索打开了大门”Kanatzidis说。

 

例如,热电材料可用于汽车工业,其中很大一部分汽油的势能从废气中排出,或者用于玻璃和制砖、炼油厂、燃煤和燃气发电厂等重工业。

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