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新型层状钴氧化物展现了前所未有的热电性能
2020年12月30日 发布 分类:技术前沿 点击量:248
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由于大量的工业生产,每天都会有大量的余热产生。这些余热实际是一种极具潜力的可再生能源虽然几种材料可以利用废热生产能源,但它们都受效率低及稳定性差等因素影响无法投入实用从历史上看,利用热能生产能源的效率远远低于太阳能、风能或水力发电。

出于不浪费的原则,在这一领域科学家们大量的研究。比如说近日由北海道大学电子科学研究所(RIES)的Hiromichi Ohta教授领导的一个研究小组发明了一种层状钴氧化物,其室温下金属氧化物的热电优值创下了历史纪录。这项研究的结果已经发表在材料化学杂志上。

层状钴氧化物

暴露在明火下钡钴氧化物薄膜产生电压

若想利用余热,就需要通过塞贝克效应进行热电转换——当导电材料上有温差时产生电流其中热电品质因数(ZT)是决定器件热电转换效率的关键因素。一般来说金属氧化物的热电转换效率都很但是基于金属氧化物的热电器件往往具有很好的环境兼容性因此备受青睐。

为了补足金属氧化物的这个短板,Hiromichi Ohta的团队合成了一种具有高ZT和在宽工作温度范围内的高稳定性的层状氧化钴。常见的钠钴氧化物的ZT大约0.03Ohta团队的研究人员通过采用其他碱金属或碱土金属如钡、锶和钙代替钠成功创造出一种ZT仅为0.11的材料。

研究人员提出,原子质量与热导率成反比,这是因为较重的原子抑制了氧化钴层加热产生的振动。不过为了提高材料的稳定性和有效性,以及确定最有用的实际应用,科学家还需要更多的研究来改进材料的组成。

来源:azom

粉体圈coco编译


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