研究成果

以添加矽酸鹽氣凝膠提高熱電材料優質係數

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。

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