【納米粒子的熱電效率提高】

江南布衣

【納米粒子的熱電效率提高】

 

 

半Heuslers可以回收能源來自汽車廢氣

研究人員在美國已經推出了新的高溫材料是60％，更好地在轉換為電能比同類熱“熱電”。

 

這種材料，這是一個納米複合材料，是穩定的最高溫度高達 700℃ 因此可以潛在地被用來提高汽車的燃油效率通過回收能量從汽車的尾氣熱量。

 

為材料，可以轉換熱能直接轉化為電能，熱電聲音極有希望的，以減少全球能源消耗。

 

除了可能找到自己的方式進入汽車，他們也可以被用來回收有用餘熱能量的核反應堆。

 

其他應用，包括提高太陽能電池的效率和冷卻計算機芯片和其它電子設備。

 

要實際使用，但是，熱電材料必須善於進行電力，但窮人在導熱。

 

它也必須有一個大型熱電，這是比電壓溫差橫跨材料，其溫差。

 

這三個要求是體現在熱電優值ZT的。 任何實用的材料也必須在適當的操作環境溫度，這在案件車輛廢氣可幾百度。

 

去與糧

一個有希望集團熱電材料是“半Heuslers”，這是強大的幾種金屬元素的合金。

 

他們受苦，但是，從有較高的熱導率。

 

一種方法減少它們的導電性，是一種細粉一起壓碎的材料，形成一個包含許多微小的納米顆粒。

 

熱火很難橫渡晶粒間的界限，從而降低了整體的熱傳導的納米複合材料。

 

 

 

顆粒顯微圖像顯示在一個半赫斯勒納米複合材料

現在，蕭燕和同事在波士頓大學，麻省理工學院，弗吉尼亞大學和克萊姆森大學已經使用這種技術在一個非常細粉末，納米複合材料生產出最好的征途然而，對於一個半赫斯勒。

 

該小組一開始的鑄錠的半赫斯勒鋯 0.5 鉿 0.5 CoSb 0.8 錫 0.2 ，這是當時作出粉碎粉末粒子大小介於5和10納米。 熱量和壓力，然後按粉末應用到毫米大小的酒吧和光盤。

 

這是做得非常認真地盡量減少納米粒子的數目，融合在一起，創造出較大顆粒的成品。

 

由此產生的固體的平均粒徑 100〜200納米。 雖然這是大於原粉，它是約十分之一的晶粒尺寸在以前的嘗試作出類似材料。

 

通過測量熱電納米複合連同其電導率和熱導率，研究小組發現，它有一個征途0.8在溫度為 700℃，其中約 60％，高於先前的最佳值半赫斯勒熱電。

 

關上煤氣

一個原因是，ZT的高的熱導率約為 30％，小於鑄錠從它寫了。

 

本ZT值也提高了一小增加熱電納米複合相比，鑄錠。

 

這些影響都超過彌補了小測下降導電材料，它 - 所有其他條件相同的情況 - 將減少的征途。

 

嚴告訴 physicsworld.com 所增加熱電可能造成的優惠散射低能電荷載體在晶界，從而增加運營商的平均能量的物質。

 

雖然其他熱電材料的ZT值大於 1.0，這些往往以較低的運作溫度比半Heuslers。

 

其他優點的材料，根據嚴是，它具有優良的熱穩定性和良好的機械強度，是無毒，便宜。

 

這可能是個好消息要告訴司機。 “假設一個征途0.8，油耗可提高10％，”嚴估計。

 

他還認為，半Heuslers熱電也可用於發電的熱量從太陽。

 

阿克拉姆Boukai的密歇根大學在美國同意半Heuslers是很好的候選車輛尾氣中的應用。

 

“半赫斯勒材料有很大的潛力發電，因為你可以調整他們的電子和熱性能隨意的，”他說。

 

Boukai，誰沒有參與這項工作的最新補充說，嚴的研究“達到了顯著提高效率的納米構大宗材料”。

 

以及優化的化學成分的半赫斯勒，球隊正在考慮如何降低晶粒尺寸按下的材料。

 

“即使是較低的熱導率和較高的征途，可以預期，如果粒度可保持在100納米以下的緊迫，解釋說：”嚴。

 

關於作者

麥約翰斯頓 是編輯， physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/44902