得益于迈阿密大学的新工作,热电领域可能已经迈出了重要的一步,特别是在“绿色能源”应用方面。
那里的研究人员最近发现了一种名为“紫铜青铜(LiPB)”的金属的“令人惊讶”的特性,该特性使该金属非常适合用于热电应用,例如废热回收,低成本制冷和能源。检测。
紫青铜锂(LiPB)是一种热电材料,由钼和氧的对齐的Z字形导电链组成(左图,带有绿色键的粉红色和白色圆圈)。当在与链条稍微不对齐的方向上施加电流时(显示为灰线,右图),热量垂直于电流流动,这种现象称为横向珀尔帖效应。LiPB中这种作用的效率是单个化合物已知最大的效率。图片来源:迈阿密大学Joshua Cohn博士
“如果将热电材料的当前效率提高一倍,则热电冷却器可能会取代您家中的传统燃气冰箱,”艺术与科学学院UM物理系教授兼主席,该研究的主要作者Joshua Cohn说。“例如,利用汽车尾气将废热转化为电能,是此类材料的近期'绿色'应用。”
迈阿密大学的新闻稿解释了新发现:
有用的热电材料会在给定的温差下产生较大的电压,其比率称为“热功率”。LiPB由对齐的导电链组成。研究人员发现,当温度差平行或垂直于导电链施加时,这种材料的热功率会大不相同。当在与链条稍微不对齐的方向上施加电流时,热量垂直于电流流动,这种现象称为“横向帕尔贴效应”。LiPB中这种作用的效率是单个化合物已知最大的效率。
“在单一化合物中存在如此大的热力方向差异是极为罕见的,并使应用成为可能,” Cohn解释说。“这很重要,因为横向Peltier器件通常采用不同化合物的三明治,这更加复杂且制造成本高。”
之所以选择LiPB作为研究人员的研究对象,部分原因在于它从未被详细研究过-具有类似电子结构的金属通常表现出“有趣的”物理性质和热电性质。
他继续说:“目前的材料可能会很有用,但是我们工作的更大涵义是,具有其特殊性能的成分可以作为寻找或设计新的和改良的材料的指南。”
在《物理评论快报》上发表的一篇新论文中详细介绍了这些新发现。
关于热电学,科罗拉多博尔德大学的研究人员最近做出了一个相当大的“突破”。突破是创建了一种全新的方法来解决自热电技术诞生以来一直存在的局限性。通过使用非常小的“纳米级支柱”,可以从根本上改善热电材料的性能。 -通过减少材料的热流。
至于新的研究,它们无疑是有趣的发现,但是很难说其中任何一项在经济上是可行的。就目前而言,大多数热电应用都依赖于制造成本相对较高的材料,从而造成一种局面,即与采用上述材料相比,仅采用更加成熟的能源产生或回收手段通常会更便宜。
不过,这是一个非常有趣的领域-一个值得关注的领域。
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