联系我们  |  网站地图  |  English   |  移动版  |  中国科学院 |ARP
站内搜索:
首页 简介 管理部门 科研部门 支撑部门 研究队伍 科研成果 成果转化 研究生教育 党建与创新文化 科普 信息公开 办公内网 OA系统
科技信息
清华大学在力学结构超材料...
科学家发明光催化水裂解新...
摩擦/力致发光研究取得进展
Physicists uncover why n...
New photodetector could ...
科学家为设计手性发光材料...
二维本征铁磁半导体研究获...
3D打印材料可磁化形变
Nobarrier to application...
Turbocharge for lithium ...
层状钒酸钾K0.5V2O5用于非...
石墨烯等离激元寿命的新突破
西安交大多模式微纳平台实...
The physics of better ba...
Research shows graphene ...
现在位置:首页>新闻动态>科技信息
俄罗斯研发出热电转换新材料
2018-01-19 16:20:54 | 【 【打印】【关闭】

  俄罗斯国家研究型大学“莫斯科钢铁学院”能效中心研发出热电转换新型材料,由于材料具有非常高的品质因数,可作航天器长期供电用电池。此项成果发表在 Journal of Materials Chemistry A科学杂志上。

  在原理上,所研发的热电转换材料是由两类具有不同性能的原子组成,严格固定在晶体晶格节点上原子和自由震荡原子。其中,固定原子保证材料的高导电率,震荡原子与晶格之间的结合键能弱,具有散热性,可大大降低材料的导热性。在材料学上,所制备的材料为金属间化合物(两种或两种以上金属的化合物),其晶格结构上具有空穴,在不破坏晶格结构的前提下采用“做客”原子填充空穴,可获得不同材料之间的性能“搭配”。如果材料的导电性高,且导热性弱,材料的关键技术指标——热电品质因数(热电转换效果)则高。

  莫斯科钢铁学院能效中心所选用的原料为方钴矿材料,其成分为锑与钴的金属间化合物(CoSb3),当表面温度差达到400-500℃时,所研发材料的品质因数最大,达到1.4(作为参考,已知的热电转换材料碲化铋,当温度差为100-150℃时其品质因子达到最大,为1.2)。

  为在锑-钴金属系中获得更高的品质因数,该中心尝试了多种技术方案,例如采用稀土元素(例如镱元素)作为杂质成分对材料进行杂化处理,及采用两种或两种以上的金属进行合成,曾采用三种金属元素合成出品质因数为1.8的材料。另外,改变金属成份的配比及采用铟作为杂化成份,可在短时间内(不超过2分钟)合成出相应材料,再进行5小时退火后所获得材料得到的品质因数指标非常高。该技术方案具有成本低的优势,且其品质因数高(可达1.5),创造了以铟作为杂化成份的锑-钴金属系热电转换指标的记录。

  热能可直接转换成电能这种现象是由德国物理学家托马斯·塞贝克于1821年发现的,但塞贝克效应至今未能得到工业化应用,科研人员一直试图研发热电直接转换材料,但所有的尝试均处于实验室阶段。

  热电转换材料在航天领域已经得到应用,以核裂变作为热源的热电转换装置安装在卡西尼号(Cassin)、新视野号(New Horizons)航天器及好奇号(Curiosity)火星探测器上。

 

  来源:中国材料网:http://www.matinfo.com.cn/mat2005/shangcheng/dongtai_nr.asp?id=81597 

 
版权所有 中国科学院上海硅酸盐研究所 沪ICP备05005480号-1
长宁园区地址:上海市长宁区定西路1295号 电话:86-21-52412990 传真:86-21-52413903 邮编:200050
嘉定园区地址:上海市嘉定区和硕路585号  电话:86-21-69906002 传真:86-21-69906700 邮编:201899