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無稀土熱電轉(zhuǎn)換器現(xiàn)在可行——研究
更新時(shí)間:2022-07-27 14:21   來源:日本北海道大學(xué)   瀏覽次數(shù):57393 | 文字大?。?span id="ndO3" onclick="setFos(3)">大

  日本北海道大學(xué)的研究人員合成了一種鋇鈷氧化物熱電轉(zhuǎn)換器,旨在將廢熱轉(zhuǎn)化為能源,而無需使用稀土

  在ACS Applied Materials&Interfaces雜志上發(fā)表的一篇論文中,科學(xué)家們表示,他們的新轉(zhuǎn)換器在極高溫度下可重現(xiàn)地穩(wěn)定和高效。

  文章解釋說,熱電轉(zhuǎn)換是由塞貝克效應(yīng)驅(qū)動(dòng)的:當(dāng)導(dǎo)電材料之間存在溫差時(shí),就會(huì)產(chǎn)生電流。然而,熱電轉(zhuǎn)換的效率取決于稱為熱電品質(zhì)因數(shù)ZT的數(shù)字。從歷史上看,氧化物基轉(zhuǎn)換器的ZT較低,但最近的研究表明許多候選者具有高ZT,但它們?cè)诟邷叵碌姆€(wěn)定性并沒有得到很好的證明。這兩個(gè)因素都導(dǎo)致這些轉(zhuǎn)換器的使用受到限制。

  然而,北海道研究人員指出,其中一種替代品是基于氧化物的熱電材料,但這些材料的主要缺點(diǎn)是缺乏證據(jù)證明它們?cè)诟邷叵碌姆€(wěn)定性。

  這就是首席研究員Hiromichi Ohta和他的團(tuán)隊(duì)的用武之地。他們?cè)趯訝钛趸挶∧ど瞎ぷ髁硕嗄?,他們?cè)噲D檢查這些薄膜的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,并測(cè)量它們?cè)诟邷叵碌腪T值。他們測(cè)試了含有鈉、鈣、鍶或鋇的氧化鈷薄膜,分析了它們的結(jié)構(gòu)、電阻率和熱導(dǎo)率。

  他們發(fā)現(xiàn),在四種變體中,鈷鈷氧化物層狀薄膜在高達(dá)600°C的溫度下保持其結(jié)構(gòu)完整性和電阻率的穩(wěn)定性。相比之下,鈉鈷氧化物膜和鈣鈷氧化物膜僅在350°C之前穩(wěn)定,而鍶鈷氧化物膜在高達(dá)450°C時(shí)穩(wěn)定。鈷鈷氧化物薄膜的ZT隨溫度增加,在600°C時(shí)達(dá)到~0.55,與一些市售的熱電轉(zhuǎn)換器相當(dāng)。

  “我們的研究表明,鋇鈷氧化物薄膜將成為高溫?zé)犭娹D(zhuǎn)換裝置的絕佳候選者,”O(jiān)hta在一份媒體聲明中說。





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