1. 首页
  2. 石墨烯新闻

重大技术突破!新材料热电效应极高,是之前效率的2倍以上

趣味探索讯 电是一种自然现象,但在21世纪今天,却被我们广泛应用于人类世界,正因为有了它,我们世界才变得多姿多彩,看电视,玩网络游戏,做饭,洗衣服,照明等。为了得到电,科学家使用了各种各样方法,传统的火力发电,核能发电,太阳能发电和地热能发电等,其工作原理是将热能转化为电能,即塞贝克效应。

重大技术突破!新材料热电效应极高,是之前效率的2倍以上

众所周知,热电材料可以将热量转化为电能,由所谓的塞贝克效应造成,因两端温差会产生电压。然而热能在转化为电能过程中会损耗大量能量,所以在过去几十年中,科学家一直想研发出一种理想热电材料,希望能大大提升转化效率。而最近科学家在这一领域获得了重大突破,一款新型材料诞生了,大大提高了热电转化率。

在塞贝克效应中,衡量热电转化效率的数值被称为ZT值,热电材料的ZT值越高,其热电性能就越好。在过去,科学家们研发出最好的热电材料ZT值最高只有2.8。而今天来自奥地利维也纳大学的科学家已经成功地开发出ZT值为6的热电新材料,让热电转化率得到重大突破。该新型材料是由硅,铁,钒,钨和铝薄层构成嗯。

重大技术突破!新材料热电效应极高,是之前效率的2倍以上

所以这是一种非常有效率新材料,尽管现在它还没有得到广泛应用,但是科学家们已经为它的前途勾勒出了蓝图,它不但可以应用在热电转化领域,还可以用来为传感器甚至是小型计算机处理器提供能量。来自维也纳大学研究所的恩斯特·鲍尔教授表示,一种好热电材料必须满足两种难以取舍的要求,一方面要尽可能地导电,而另外一方面要尽可能少传热量。

在物理学中,电导率一般和导热率相辅相成,电导率高的材料自然会导热率高。而恩斯特·鲍尔却相信肯定会有更好的热电材料,只不过我们还没有发现,为了寻找新一代热电材料,恩斯特·鲍尔从6年前的2013年就开始研究起各种各样不同的热电材料,再经过数千次试验后,发现按一定比例的硅,铁,钒,钨和铝组合是最佳的热电材料。

重大技术突破!新材料热电效应极高,是之前效率的2倍以上

新型热电材料中的铁原子以严格规则方式排列在所谓的面心立方晶格中,两个铁原子之间距离是相同的,不过当它们被涂到硅上时,立刻会发生一些令人惊讶的变化,两个铁原子可能彼此相邻,这改变了电子结构,意味着电子能在材料中自由移动,获得非常低的电阻,然后导热率却不变。恩斯特·鲍尔表示,这款新型材料的未来应用会很广泛。新研究已发表在《自然》杂志上。有趣的科学探索内容请关注唯一微信公众号:有趣探索

原创文章,作者:趣味探索,如若转载,请注明出处:http://www.zgsmx.cn/22162.html

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注