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2021年02月24日 | 印度科学家研发高效热电材料 可将废热转化为供汽车使用的电力
2021-02-24
当材料的一端被加热，另一端保持冷却时，热电能源转换就能够产生电压。对于科学家而言，找到一种高效的材料实现该科学原理一直是一项艰巨的任务，需要材料具备三种看似不同的特性，即金属的高导电性、半导体的高热电灵敏度以及玻璃的低导热性。迄今为止，科学家们研发的大多数高效热电材料都采用铅（Pb）为主要成分，这也限制了其应用于大众市场。
热电材料性能指数（图片来源：贾瓦哈拉尔尼赫鲁先进科学研究中心）
据外媒报道，印度班加罗尔贾瓦哈拉尔尼赫鲁先进科学研究中心（JNCASR）的科学家发现一种名为镉（Cd）掺杂碲化银锑（AgSbTe2）的无铅材料，能够高效地从“废热”中回收电力，这也标志着热电领域内经历了重大变革。贾瓦哈拉尔尼赫鲁先进科学研究中心是印度政府科学技术部（DST）一个独立的研究机构，由Kanishka Biswas教授领导。
Kanishka Biswas教授与研究小组将碲化银锑与镉掺杂在一起，并采用一种先进的电子显微镜技术，从纳米尺度上将最终的材料原子排序结果实现可视化。此种纳米尺度的原子排序散射了在固体中携带热量的声子，并通过使材料中的电子状态离域来增强电传输。
此前科学家们研究的最先进材料在温度范围为400-700 K时的热电品质因数（ZT）为1.5至2。而印度团队却打破了记录，其材料温度为573 K时的热电品质因数就可达2.6，废热电力转换率为14%。目前，Biswas教授正试图将该高性能热电材料和设备实现商业化，而且正与塔塔钢铁公司合作，因为钢铁发电厂会产生大量废热。
史海拾趣
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