高溫助力新型熱電材料發電！

材料牛注：隨著全球能源損耗的逐漸增加，開發出一種新能源材料顯得十分重要，如今，美國的科研工作者們已經開發出了一種熱電材料，這種材料可以將煙囪、發電廠等廢棄熱量轉化成為電量，從而減少了能源的損耗和CO2的排放。

隨著能源存儲即將在全球發展中占據著重要地位，充分利用現有能源的材料方法逐漸顯得越來越重要。如今，根據《美國科學院論文集》(Proceedings of the National Academy of Sciences)中的一篇文章所述，研究者們實現了從廢棄的熱量（例如工業煙囪，發電廠或者汽車排氣管）到電力的能源轉換。

研究者們通過使用一種由鈮、鈦、鐵和銻組成的熱電材料，在超過1373K（或者2000°F）的超高的熱壓溫度下，成功地顯著提高了功率輸出密度。

研究者們在文章中說：“大量的工業能源輸入都被作為廢棄熱量而損失，將這些廢棄熱量轉化成為有用的電力，這可以使燃料消耗和CO2排放大大減少。”

熱電材料利用從熱場到冷場的熱流來產生電力，轉化效率是通過材料轉化熱量到電量的多少來衡量的。例如，如果材料吸收100瓦的熱量而產生10瓦的電量，則這種材料的轉化效率就是10%。

休斯頓大學(UH)的物理學教授和這篇文章的第一作者Zhifeng Ren說，這種轉化效率的衡量方法是傳統的考慮熱電材料的方法。擁有相對高的轉化效率并不會保證高的電量的輸出，這決定于由材料產生的電量而不是轉化效率。

休斯頓大學(UH)德州超導中心的主要研究者Ren說，因為廢棄的熱量是一種十分豐富、免費的燃料來源，轉化效率比起產生的總電量來說就顯得沒那么重要了，在過去，那一直沒有受到重視。

除了來自休斯頓大學(UH)之外，還有來自于麻省理工學院(MIT)、摩根州立大學和波士頓大學的研究者們也在從事這一研究，他們用鈦取代了4-5%的鈮，從而調整了復合材料中鈮、鐵和銻元素的比例。在各種高溫下進行研制這種新的復合材料，實驗表明，非常高的溫度例如1373K，通常導致材料具有高的功率因素。

Ren說：“對于大多數熱電材料來說，功率因數為40是良好的，許多材料具有20-30的功率因數。”這種新材料具有在室溫下106的功率因數，并且研究者們可以證明這種材料具有22瓦/cm2的輸出功率密度，大大高于典型的具有5-6瓦/cm2的材料。

他說：“這種熱電機理需要被重視，你不能只看效率，你必須看看功率因數和功率輸出。”

原文鏈接：High temperatures power up novel thermoelectric material

文獻鏈接：Achieving high power factor and output power density in p-type half-Heuslers Nb_1-xTi_xFeSb

本文由編輯部楊超提供素材，樊超編譯，點我加入編輯部。

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