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上海硅酸盐所高效热电材料和器件研究获进展

中国作为世界上最大能源消费国,深受资源短缺和资源利用效率低等问题的困扰,迫切需要新的能源技术来缓解化石燃料过度消耗及其造成的环境破坏、气候恶化等一系列问题。以汽车、钢铁、石化等支柱型产业为代表的传统制造业消耗大量化石能源同时排放大量的工业余废热。目前我国的总体能源利用效率为33%左右,比发达国家低约10个百分点,其中50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。因此,发展工业余废热的高效利用技术,对节能减排、保护环境、进一步提升我国制造业在国际市场上的竞争力和地位具有重要意义。 热电转换技术是一种环境友好型的能量转换技术,可利用热电材料将热能与电能直接进行相互转换,具有系统体积小、可靠性高、能够有效利用低密度能量等特点,特别适合于低品位废热的回收利用。美国、德国、日本等发达国家在近年来持续进行热电转换技术的研发和推广应用。在科技部、国家自然科学基金等国家和地方科技计划的资助下,我国的热电材料与器件研究在过去十余年也取得了快速......阅读全文

《Science》3连发 热能发电不再是梦想

  热电材料将热量转换为电能,使其对于热量收集或冷却应用具有吸引力。 然而,许多高性能的热电材料是由昂贵或有毒的材料制成的。因此有必要开发低成本和高性能的热电材料。  2019年9月27日,北京航空航天大学赵立东课题组在Science 在线发表题为"High thermoelectric

新型近室温热电材料α-MgAgSb机制研究获进展

  热电材料作为一种新型的清洁能源材料,能够直接实现热能和电能的相互转换,同时还具有体积小、无噪音、寿命长、对环境不产生任何污染等优点,在能源利用方面具有独特的优势,因此引起了各国的广泛兴趣。热电器件的能量转换效率主要是由热电材料的性能决定的,能量转换效率η决定于热电材料的ZT 值,该值定义为:ZT

掺杂稀土让热电材料转换率提高25%

  据美国物理学家组织网2月16日(北京时间)报道,美国能源部阿姆斯国家实验室的科学家发现,只需在一种热电材料中掺杂1%的稀土元素铈或镱,就可将这种热电材料的转换效率提高25%。该项目负责人伊维根·列文表示:“这是科学家首次如此大幅度地提高热电转换效率。”   热电材料是一种将热能

有机半导体热电材料性能指数翻倍

  据美国《每日科学》网站5月5日报道,热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料,目前的有机半导体热电材料的热电转化效率一般比较低。美国科学家最新发现了一种方法,将目前表现最好的有机半导体热电材料的效率提高了70%。研究发表在5月5日出版的《自然·材料学》杂志上。   现在最高效的热电材料一

上海硅酸盐所等首次发现临界相变中的巨热电效应

  热电转换技术利用热电材料直接将热能与电能进行相互转换,具有系统体积小、可靠性高、不排放污染物质、适用温度范围广、有效利用低密度能量等特点,在工业余废热和汽车尾气废热的回收利用、高精度温控和特种电源技术等领域具有广泛的应用。高效热电转换技术首先需要高性能的热电材料,其性能优值取决于材料的Seebe

金属所新型柔性热电材料与器件研究获进展

  发展可再生能源是我国一项既定国策,也是保证经济稳定和可持续发展的关键。全球约有80%的电站利用热能发电,然而这些电站的平均效率只有~30%,每年约有~15TW的热量损失到环境中,如能将这部分能量回收利用,可有效缓解当前突出的能源与环境问题。以热电材料为核心的热电转换技术可不依靠任何外力将“热”与

物理所等在半休氏勒合金材料热电输运调控研究中获进展

  热电技术能够实现热能和电能的直接相互转换,兼具有体积小、无振动噪音、服役时间长和环境友好等优点,在废热发电和制冷方面具有独特的优势,因此引起了世界范围内清洁能源领域的广泛关注。热电器件的转换效率准确来说主要是由材料的工程热电性能决定的,其中能量转换效率η 取决于热电材料的工程热电优值(ZT)en

俄罗斯研发出热电转换新材料

  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

上海硅酸盐所合成具有马赛克晶体微观结构的热电材料

  随着环境和能源问题的日益凸显,新型清洁能源技术的开发利用备受各国瞩目。除太阳能和风能等绿色能源外,自然界和人类活动中还存在着能量巨大的耗散余废热未被有效回收利用。基于热电转换材料的新型清洁能源技术可将这些低品质的热能回收转换成有用的电能,具有零排放、安全可靠和使用温度范围广等显著优点。

日本科学家发现低温热电材料,具有低温高热电效应

  日本科学家日前发现一种低温热电材料,该材料能在低温条件下显示出比铋系热电材料高出100倍以上的热电效应。实验表明,这种铁化合物的结晶尺寸越大,实际电热效应就越大。  热电转换材料能够使电能与热能直接转换,可用于废热发电以及不使用氟利昂的冷冻装置。热电转换材料中以铋化合物较为常见,而超导材料等运行

上海硅酸盐所等开辟无机柔性热电材料研究新方向

柔性热电能量转换技术可将环境中无处不在的温差转化为电能输出,在柔性电子等领域具有广阔的应用前景。然而,目前的高性能无机热电材料均为脆性材料,不具备柔性功能,将其微型化并集成于柔性基板可获得一定程度的弯曲性能,但在大弯曲或大变形下极易发生断裂;而有机热电材料虽然具有良好的柔性和弯曲性能,但载流子迁移率

合肥研究院在提升多晶SnSe基热电材料性能方面取得进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所秦晓英课题组科研人员在提升多晶SnSe基热电材料性能方面取得新突破。  热电材料是实现热能和电能直接相互转换的新型能源材料,可利用传统制造业(如汽车、钢铁、石化等)排放大量的工业余热发电,对节能减排、保护环境有重要意义。用热电材料制造的温差发电和制

上海硅酸盐所碳纳米管/Cu2Se杂化热电材料研究取得进展

  热电转换技术利用半导体材料的塞贝克(Seebeck)效应和帕尔贴(Peltier)效应,实现热能与电能直接相互转化,具有系统体积小、可靠性高、不排放污染物质、有效利用低密度热量等特点,在很多领域被广泛应用。近年来,以skutterudite、half-Heusler、类液态材料等为代表的单相热电

大连化物所新型光热电探测器研究取得新进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员姜鹏、中科院院士包信和团队在新型光热电探测器开发研究中取得新进展,相关成果发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。  光热电探测器是基于光热转换和热电转换两个基本能量转换过程的一种探测器。当光照射在热电材料的一端时,光能经过光

科学家研发出具有超低热导率的热电材料

  近日,记者从中科院合肥物质科学研究院获悉,该院固体所物质计算科学研究室张永胜研究员课题组,在热电材料低热导率研究中取得新进展,相关结果日前发表在国际著名的《物理评论B》上。  热电材料可以实现热能和电能之间的相互转化,其转换效率可以用无量纲的ZT值来衡量,ZT值越大,热电转换效率越高。目前报道的

创新型热电材料转换效率创世界纪录

  据物理学家组织网9月19日报道,美国西北大学和密歇根州立大学的机械工程师合作开发出一种稳定的环保型热电材料,热电品质因数(ZT)创下世界纪录,达到2.2,可将15%至20%的废(余)热转换成电力,成为目前最有效的热电材料。这项研究结果发表在9月20日的《自然》杂志上。   热电材料有着广泛的工

化学所:热电材料可实现温差和电能之间的直接转换

   热电材料可以实现温差和电能之间的直接转换,是重要的能源材料之一。作为新型热电材料体系,有机热电材料在柔性、低成本供电器件和自供电传感器方面具有广阔的应用前景(Natl. Sci. Rev. 2016, 3, 269. Nat. Commun. 2015, 6, 8356)。近年来,有机热电材料

南理工研究成果取得热电材料性能新突破

  日前,南京理工大学副教授唐国栋课题组传来好消息——他们通过简单易操作、低成本的低温化学合成技术制备出了硒化锡—硒化铅相分离块体。作为一种新型的热电材料,该块体具有制备工艺更简单、机械性能更稳定、生产成本更低、便于规模化生产应用、热电优值高等优点。  据悉,热电材料是实现热能和电能直接相互转换的新

我国通过电子掺杂促进离域电子杂化研制SnSe热电材料

  热电材料直接将热能与电能进行相互转换,热电转换技术具有系统体积小、可靠性高、无污染物排放、适用温度范围广等特点被广泛关注,比如嫦娥三号探测器中主要动力就是来自核素释放热量通过热电材料转换。因此,新型热电材料是目前世界各国的研发重点领域之一。图1. a) n型SnSe相变前后ZT值随温度变化关系;

《科学》:日美联合开发高效热电转换材料

日本《读卖新闻》日前报道说,日本和美国科研人员合作开发出一种新型热电转换材料,其效率达到常规热电转换材料的约2倍。 在两种金属组成的回路中,如果两个接触点之间产生温度差,电子的状态会发生变化形成电流。这种热电转换现象被叫做“塞贝克效应”,也称第一热电效应。 据报道,日本大阪大学教

横向热电效应竞“隐藏”在一个小磁场中?

  热电材料可以实现温差和电能的直接相互转换。作为新型能源和制冷材料,热电材料具有无振动、无噪音、无需维护、可集成化等一系列优点,在空间技术、微电子与信息技术等领域具有广泛的应用前景。但是,当前热电材料的转换效率仍然较低,限制了其应用范围。传统热电材料主要是掺杂的窄带隙半导体,其效率受制于若干基础物

上海硅酸盐所高性能新热电材料体系设计与合成获重要进展

  热电转换技术利用半导体材料的塞贝克(Seebeck)效应和帕尔贴(Peltier)效应实现热能与电能直接相互转化,在工业余热和汽车尾气废热发电等领域具有重要而广泛的应用。热电技术的能量转换效率主要取决于材料的本征物理特性,通常可由一个无量纲的综合指数(热电优值ZT)来衡

宁波材料所热电材料能带工程和性能优化研究获系列进展

   热电材料是一类能够实现热电与电能直接相互转换的功能材料,可用于半导体制冷、高精度温控和温差发电。为提升热电转换效率,需要在保持较低热导率的基础上尽可能提高材料的功率因子S2σ。然而Seebeck系数S和电导率σ之间具有本征关联性,通常难以实现功率因子的大幅度提升。利用“能带工程”能够在一定程度

合肥研究院在热电材料研究方面取得进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所秦晓英研究小组在热电材料研究方面取得积极进展。相关成果已发表在J.Mater. Chemisty A(2015, 3, 11768)及J.Mater. Chemisty C ( 2015, 3, 7045  -7052)上。  热电材料可

碘化铯锡半导体热电性能独特

  美国研究人员发现,一种名为碘化铯锡(CsSnI3)的晶体半导体材料具有独特的热电性能,能在保持高电导率的同时,隔绝大部分热量传递。他们在日前出版的美国《国家科学院学报》上发表文章指出,这种材料的热电性质独特,应用前景十分广阔。  碘化铯锡是一种半导体材料,几十年前就被发现,但直到最近几年才受到一

宁波材料所热电材料性能调控研究取得系列进展

  热电转换材料能够实现热能与电能直接相互转换,在航空航天特殊电源/热流管理、余热/废热发电和便携制冷等领域有着重要应用。热电性能由无量纲优值(ZT=S2σ T/κ)来表征,高转换效率需要尽可能提高材料的功率因子S2σ 以及尽可能降低热导率κ。近期,围绕SnSe和SnTe等几类环境友好的新型热电材料

福建物构所新型高效能热电材料研究获进展

  热电材料是指通过材料内部载流子运动来实现热能和电能直接相互转换的绿色环保型功能材料,其主要特点是对环境无污染和能源利用多样性,有望缓解人类所面临的两大难题——能源危机和环境污染。评价热电材料的性能通常使用热电优值公式:ZT=TS2σ/κ,式中T为绝对温度,S为材料的赛贝克系数,σ为电导率,κ为总

欧盟积极开发应用热电材料

   作为欧盟第七研发框架计划(FP7)科技成果之一的新兴热电材料(Thermoelectric Materials),采用现代纳米结构合成技术,主要由三大类材料组成:硅基复合材料、碲基复合材料和金属硫化物复合材料。热电材料通过“热”端和“冷”端之间的温度差产生电流,导电隔热特性愈好效率愈高,一般情

9月20日《自然》杂志精选

关于玻色玻璃相的思考  玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)和超流动性是已经被研究很多的“玻色子系综”在低温下可以表现出来的异常宏观量子力学状态的例子。我们所不太熟悉的是“玻璃”态,这种状态据预测在无序存在时会对相互作用的玻色子出现,但迄今为止在实验中却没有观测到。现在,Rong Yu等人发

陈立东研究员:自制“土”仪器“玩”出科研高精尖

   用掌心的温热,就能让一个小小电扇转起来,这就是热电材料的神奇之处。这种能源材料,在太空、环保领域有着独特的用途。二十多年前,中国在这一领域完全不被国际重视,如今中国研制的热电材料、热电器件的性能已领跑世界。带动国内这一领域发展的“排头兵”中有一位从日本留学归来的研究者———中科院上海硅酸盐研究