据Mining.com网站报道,日本北海道大学研究人员合成了一种钡-钴氧化物热电转换器,可以在不使用稀土的情况将废热转化为电能。
科学家在发表于在美国化学会应用材料与界面(ACS Applied Materials & Interfaces)的一篇论文中称,他们的新转换器具有可重现的稳定性和高效性。
文章解释说热电转换是由塞贝克效应驱动的:当导电材料之间存在温差时,就会产生电流。然而,热电转换效率取决于一个名为热电品质因数 ZT 的数字。历史上,基于氧化物的转换器ZT值不高,但最近的研究表明许多备用材料ZT值较高,但是他们在高温下的稳定性缺少文献记载。这两方面的原因导致上述转换器使用有限。
然而,北海道的研究人员指出,其中一种替代品是基于氧化物的热点材料,但这些材料的不足是缺少证据展现它们在高温下的稳定性。
这也是首席研究员太田弘道(Hiromichi Ohta)和其团队进行研究的原因。
他们从事层状氧化钴薄膜研究20多年,试图验证这些薄膜的热稳定性和化学稳定性,并在高温下测定他们的ZT值。他们测试了含有钠、钙、锶或钡的氧化钴薄膜,分析了其结构、电阻率和热导率。
他们发现,在四种变体中,钴钴氧化物层状薄膜在 600°C高温下能保持结构完整和电阻率稳定。 相比之下,钠钴氧化物膜和钙钴氧化物膜仅在 350°C 以下稳定,而锶钴氧化物膜在高达 450°C 时仍保持稳定。 随温度升高,钡钴氧化物薄膜的 ZT值增加,在 600°C 时达到 ~0.55,与一些市售的热电转换器相当。
太田在媒体声明中称,“我们的研究表明,钡钴氧化物薄膜将成为高温热电转换装置的绝佳选择”。
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