材料牛注：知道太陽(yáng)能電池板等光電材料的你聽(tīng)過(guò)熱電材料嗎？由熱生電，很清潔很高端有木有？那為什么沒(méi)被推廣呢？答案就在這里！解決問(wèn)題的可能性也在這里！

休斯頓大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際化團(tuán)隊(duì)最近報(bào)道了一例鮮少研究的、具有創(chuàng)記錄性熱電性能的鉍基Zintl相。這種新材料無(wú)毒，且可應(yīng)用于500~600℃或1000℉左右。此項(xiàng)工作有望于開(kāi)發(fā)出一類新型的熱電材料。相關(guān)論文報(bào)道將發(fā)表在這周的Proceedings of the National Academy of Sciences雜志上。

熱電材料利用熱流從高溫區(qū)域向相對(duì)低溫區(qū)域的流動(dòng)發(fā)電，目前主要應(yīng)用于海底和航天航空領(lǐng)域。由于現(xiàn)有熱電材料將熱轉(zhuǎn)為電的效率相對(duì)較低，故這種清潔能源形式的推廣受到了較大的限制。熱電材料將熱轉(zhuǎn)化為電的能力，主要由其品質(zhì)因數(shù)決定或以其ZT值來(lái)評(píng)估。

Zintl材料——以發(fā)展了金屬和非金屬概念的德國(guó)科學(xué)家 Eduard Zintl的名字命名，是一種公認(rèn)富有潛力的熱電材料。但鉍基Zintl物質(zhì)目前未被廣泛地研究，休斯頓大學(xué)MD Anderson物理客座教授即該論文的第一作者Zhifeng Ren表示，這是因?yàn)橐话闱闆r下Zintl材料將熱轉(zhuǎn)換為電的效率并不高，故其雖作為潛在的熱電材料卻經(jīng)常被忽略。

這種由方程(Eu0.5Yb0.5)1-xCaxMg2Bi2描述的新材料，在873K(600℃)下的品質(zhì)因數(shù)為1.3，比此前由銻基Zintl材料創(chuàng)下的紀(jì)錄還高。這種材料的轉(zhuǎn)化率為10%，目前單一熱電材料最高的轉(zhuǎn)化率為12%，休斯頓大學(xué)德州超導(dǎo)中心的研究者Ren解釋道。

在論文中，他們描述了如何通過(guò)能帶工程和多應(yīng)變場(chǎng)擾動(dòng)的方式去增強(qiáng)這種材料的品質(zhì)因數(shù)。同時(shí)，在所有已報(bào)道的CaAl2Si2基結(jié)構(gòu)中，這種材料的ZT值最高，更勝于現(xiàn)今最受歡迎的銻基Zintl材料。同時(shí)，研究者還證實(shí)了化學(xué)擾動(dòng)對(duì)這種材料的價(jià)帶不造成影響，但會(huì)影響其導(dǎo)帶，所以其具有良好的p型TE性能。

最后研究者也表示，這種具有高熱電性能的新型鉍基Zintl相，在未來(lái)將是一種十分有潛力的熱電材料。

原文鏈接：Researchers report record performance for bismuth-based Zintl material

相關(guān)文獻(xiàn)：http://www./content/early/2016/07/05/1608794113

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