热电材料发现可以在未来提供新形式的电力

热电材料的概念

克莱姆森物理学家与来自中国和丹麦的合作者加入武力,以创造混合化合物。

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克莱姆森大学(Clemson University)的一位物理学家与来自中国和丹麦的合作者合作,创造了一种新的、可能改变范式的高性能热电化合物。

材料的原子结构,即原子在空间和时间中的排列方式,决定了材料的性质。通常,固体是结晶的或非晶的。在晶体中,原子是有序且对称的。非晶态材料有随机分布的原子。

克莱姆森研究员剑道和国际团队创造了一种新的混合化合物,其中结晶和非晶子晶片被交织在一起晶体无形状二元性。

Jian He在实验室

何健,克莱姆森大学物理与天文学系副教授。资料来源:克莱姆森大学理学院

“我们的材料是一种独特的混合原子结构,一半是晶体,一半是非晶的,”何先生说,他是理学院物理与天文系的副教授。“如果你有一个独特或特殊的原子结构,你会期望看到非常不寻常的性质,因为性质遵循结构。”

备受瞩目的能源研究期刊焦耳在5月19日发布之前(4月16日)在线出现在线上面出现的“热电材料具有晶体无晶态二元性的热电材料的热电学材料,”发布了他们的研究结果。

研究人员通过有意地混合元素周期表上同族但原子大小不同的元素,创造了他们的混合材料。在这里,他们利用硫和碲以及铜和银之间的原子大小不匹配来创造一种新的化合物(Cu1-xAgx)2(Te1-ySy),其中的晶体和非晶子晶格交织成一种独一无二的晶体-非晶二元性。新化合物具有优异的热电性能。

虽然这一发现目前还不能直接影响应用,但它很可能在未来带来更好的热电技术。

“新材料表现良好,但更重要的是它如何实现性能水平,”他说。“传统上,热电材料是晶体。我们的材料不是纯晶体,我们展示了我们可以通过具有新原子结构的材料达到相同的性能水平。“

他说,他预计这种新材料将在10到20年内开始影响应用。

“它们肯定能做一些目前热电材料做不到的事情,但不是现在,”他说。“然而,这项研究的未来是光明的。”

除了贺建奎,来自上海交通大学、上海硅酸盐研究所和中国科学院的科学家也参与了这项研究奥尔胡斯大学在丹麦。

2021年4月16日焦耳
DOI:10.1016 / J.Joule.2021.03.012

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