新材料將熱電轉(zhuǎn)化效率提高到14%

美國西北大學(xué)的化學(xué)家、物理學(xué)家和材料學(xué)家攜手出一種新材料，這種新材料展示出了高性能的熱電特性，能更有效地將機(jī)動(dòng)車的排氣系統(tǒng)、工業(yè)過程和設(shè)備、太陽光等發(fā)熱系統(tǒng)產(chǎn)生的廢熱轉(zhuǎn)化為電力，其轉(zhuǎn)化效率高達(dá)14%，這在科學(xué)*尚屬。該突破可廣泛應(yīng)用于汽車、玻璃等領(lǐng)域。研究結(jié)果發(fā)表在《自然·化學(xué)》雜志上。 
該論文的聯(lián)合作者之一、西北大學(xué)化學(xué)教授梅科瑞·卡納茨迪斯說：“早在100多年前，科學(xué)家就知道半導(dǎo)體擁有能利用電力的特性。為了使這一過程變得有效，人們需要找到正確的材料，現(xiàn)在我們已找到這種材料的配方。”

卡納茨迪斯團(tuán)隊(duì)將巖鹽納米晶體溶解在碲化鉛內(nèi)出了這種新材料。以前，科學(xué)家針對(duì)大塊物質(zhì)中內(nèi)含納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行的研究表明，納米內(nèi)含物可以改進(jìn)碲化鉛的能量轉(zhuǎn)化效率，但納米內(nèi)含物也會(huì)讓電子擴(kuò)散更多，消減整個(gè)組合物的導(dǎo)電能力。在此項(xiàng)研究中，西北大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)證明，碲化鉛內(nèi)內(nèi)含納米結(jié)構(gòu)可以同時(shí)做到消減電子擴(kuò)散和提高能源轉(zhuǎn)化效率。

論文聯(lián)合作者、西北大學(xué)材料科學(xué)和工程教授文納雅克·戴維說：“我們可以將這種材料放在一個(gè)只有幾根電線的廉價(jià)設(shè)備內(nèi)部，并將其同電燈泡之類的設(shè)備連接在一起。利用燈泡產(chǎn)生的熱量，并將其中約10%到15%的熱量轉(zhuǎn)化為能效更高的電能，這種設(shè)備能使燈泡更有效地工作。”

卡納茨迪斯表示，利用此項(xiàng)科學(xué)突破，汽車、化工、玻璃和其他任何利用熱能進(jìn)行的工業(yè)都能提高其系統(tǒng)的能效。戴維說：“環(huán)保領(lǐng)域的專家也會(huì)對(duì)該突破感興趣，但這僅僅只是一個(gè)開始。這類結(jié)構(gòu)還可以在諸如機(jī)械特性和改進(jìn)材料的強(qiáng)度和韌度方面起作用。”