化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
干貨滿滿！“第四屆地質(zhì)與稀土樣品處理及檢測技術(shù)專場線上研討會(huì)”邀你報(bào)名
2025年5月15日14：00，化工儀器網(wǎng)特舉辦“第四[詳細(xì)]
中科院理化所高性能熱電材料研究獲進(jìn)展
2022年10月31日 13:52:38
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：4588
近日，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫材料及應(yīng)用超導(dǎo)研究中心與清華大學(xué)、日本國立材料研究所等研究機(jī)構(gòu)合作，提出了缺陷結(jié)構(gòu)演化調(diào)控?zé)犭娸斶\(yùn)性能、提升ZT值的研究策略，為實(shí)現(xiàn)高性能熱電材料研究提供了新思路。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料，塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)和帕爾貼效應(yīng)(Peltier effect)是熱電能量轉(zhuǎn)換器和熱電制冷應(yīng)用的理論依據(jù)?；谠摷夹g(shù)制備的熱電器件具有系統(tǒng)體積小、無運(yùn)動(dòng)部件、無噪聲、無損耗和無污染等優(yōu)點(diǎn)，在深空探測、固態(tài)制冷和精確控溫等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。但由于種種限制，目前的熱電材料ZT值處于1.0左右，熱電轉(zhuǎn)換效率較低。
近日，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫材料及應(yīng)用超導(dǎo)研究中心與清華大學(xué)、日本國立材料研究所等研究機(jī)構(gòu)合作，提出了缺陷結(jié)構(gòu)演化調(diào)控?zé)犭娸斶\(yùn)性能、提升ZT值的研究策略，為實(shí)現(xiàn)高性能熱電材料研究提供了新思路。
該研究通過調(diào)控制備工藝誘導(dǎo)本征Ge空位進(jìn)行高維定向演化，在碲化鍺材料中構(gòu)建了從原子尺度的點(diǎn)缺陷、納米尺度的位錯(cuò)和電疇到微觀尺度的晶界的多級結(jié)構(gòu)。研究通過DFT計(jì)算可知GeTe中的位錯(cuò)形成能為-38 meV/atom，理論上證實(shí)了可以通過Ge空位的調(diào)控形成大量的位錯(cuò)和位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)。這顯著降低了晶格熱導(dǎo)率，實(shí)驗(yàn)得到Bi0.07Ge0.90Te-873的最小晶格熱導(dǎo)率僅0.48 Wm-1K-1，接近于理論最小值。此外，高維缺陷的構(gòu)建弱化了載流子散射，在不影響Seebeck系數(shù)的前提下，提高了Hall遷移率和電導(dǎo)率，實(shí)現(xiàn)了電導(dǎo)率與Seebeck系數(shù)的解耦，大幅提升了電輸運(yùn)性能。由于熱導(dǎo)率和電學(xué)性能的解耦調(diào)控，材料的ZT值達(dá)到2.3以上的水平，且在300 K-798 K的溫度段范圍內(nèi)獲得了1.56的平均ZT值，這是目前已報(bào)道的最高值。基于該GeTe基熱電材料制備了單臂熱電器件，獲得了144 mW的功率和1.82 Wcm-2的功率密度，優(yōu)化修正后的最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)到11%。
相關(guān)成果Evolution of defect structures leading to high ZT in GeTe-based thermoelectric materials于近日發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。
參考來源：中國科學(xué)院
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
科研人員離子熱電領(lǐng)域取得新突破 可在恒定溫差下循環(huán)連續(xù)發(fā)電
據(jù)介紹，相比于傳統(tǒng)離子熱電需要不斷開啟/關(guān)閉熱源的發(fā)電模式，該研究提出的新離子熱電模式不僅無需改變發(fā)電器件與熱源之間的熱接觸，并...2023-02-16 14:41:49 -
中科院工程熱物理研究所在微納材料熱電性能測量研究方面取得進(jìn)展
近日，中國科學(xué)院工程熱物理研究所儲能研發(fā)中心在微納材料的熱電性能表征方法方面取得進(jìn)展，為微納材料熱電參數(shù)的精確測量和一體化原位表征...2022-07-18 13:27:15 -
寶盛儀表：不斷精進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品 為客戶提供優(yōu)良服務(wù)
江蘇金湖寶盛儀表有限公司大力致力于工業(yè)電氣設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備等行業(yè)的科研、開發(fā)、貿(mào)易及工程配套于一體的發(fā)展有限公司2022-04-29 11:41:41
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
