研究成果

以添加矽酸鹽氣凝膠提高熱電材料優質係數

刊登日期:2020-05-19

實現熱電材料的實際應用,需要高熱電轉換效率的材料。吳茂昆院士與陳洋元研究員的研究團隊,以現有高效率熱電材料為基礎,在其中添加少量的矽酸鹽氣凝膠,可顯著提高原材料的熱電優質係數(zT)增加熱電轉換效率。在這項工作中使用的材料是塊狀多晶樣品,無需複雜的合成過程即可相對容易地製備,研究結果證明,使用氣凝膠添加之两種最常用的N型和P型熱電材料,其zT值顯著增加而達歷史新高。 P型Bi0.5Sb1.5Te3在350 K時達到創紀錄的高zT〜1.45,N型Cu0.01Bi2Te2.7Se0.3在 425 K時達到 zT〜1.12,其主要增益來自顯著降低的熱導率,並同時保留了氣凝膠混合複合材料的高功率因數,而添加氣凝膠含量為0.3wt%時的P型MgAg0.97Sb0.99材料的zT在550 K左右的增強為1.69。 MgAg0.97Sb0.99的機理不是由於降低了熱導率,而是大大提高了功率因數,這對於實際應用而言更為重要。此外,這項工作中展示的材料是塊狀多晶樣品,由於合成過程較簡單,使其更具應用價值,這項工作發表在《今日材料物理》的開放期刊上。

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網站連結: https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2020.100215

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