“对热电材料的新认知”

热电材料作为清洁能源的前景，需要能够从废热中比较高效地产生大量电能的材料。

研究者们星期五迈出了重要的一步，在科学进步杂志上发表了关于不对称热电性能的新解释。 这种现象在带正电荷的高效材料的形式下，带负电荷较多的效率较差，反之亦然。

任志强、休斯顿大学物理学博士、安德鲁斯大学物理学教授、uh的超导电子中心主任和相应的作者说，开发了一个解释以前两种性能差异的模型。 处方。 然后，他们应用这个模型预测有前途的新材料，利用发电站和其他来源的余热发电。

热电效率取决于被称为p型和n型的两种形式的材料性能，已知负载正电荷和负电荷。 但是，大多数材料不存在于两种配方中，或者一种类型比另一种更有效。

有前途的新材料的合成

虽然可以仅使用p型或n型化合物来构筑比较有效热电装置，但是包含两种装置的装置的设计容易； 据ren介绍，两种类型都具有同样性能的情况下，性能最好。

研究人员合成了锆-钴-铋化合物这一预测材料，报告冷侧约303开尔文或约86华氏度的热-电转换效率为10.6%，同时热量对p型和n型约为983开尔文( 1，310华氏度)。

uh的博士后研究员、该报告的第一作者jun mao认为，某些材料的不对称性能与电荷在两个配方中以不同速度工作的事实有关。 关于正电荷，以及p型和负电荷，他说，关于n型的电荷运动很相似，两种热电性能很相似。

是的，他们可以用流动比预测以前未研究过的配方的性能。

研究人员写道，在一种材料的热电性能已经被实验研究，另一种类型的热电性能还没有被研究的情况下，可以通过采用已查明的不对称性与加权流动比的关系来预测zt。 。 zt或质量系数是用于明确热电材料将热转换为电能的效率的尺度。

新模型预测高效材料

uh的博士后研究员、该报告的另一位第一作者hangtian zhu说，一旦发现了p型或n型高效材料，下一步就是要明确如何制备合适类型的材料。

朱说，这可能需要通过实验来揭示最佳的掺杂剂。 研究人员通过向化合物中添加少量称为掺杂的附加元素来调整性能，从而提高性能。

这是对不对称性能的新理解。 朱先生说，通过预测哪种化合物在两种类型中都具有高性能，鼓励研究者继续寻找最佳组合，即使早期的努力不成功。

参与该项目的其他研究人员有朱清和刘子航，均为uh的北京聚集态物理国家实验室王玉梅； 和密苏里大学的zhenzhen feng、jifeng sun、david j. singh。

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