沙特阿拉伯开发的热电材料捕获了机器和设备损失的热量,并将其转回电力。
![热电材料](http://www.peseonline.com/content/uploads/2019/07/KAUST_2.jpg)
KAUST(阿卜杜拉国王科技大学)的纳米材料使用了一种基于低温溶液的生产工艺。
“在许多可再生能源中,余热尚未得到广泛考虑,”德里亚·巴兰实验室的博士后研究员穆罕默德·努格拉哈(Mohamad Nugraha)说。机器和设备发出的废热可以用热电材料回收。这些物质有一种特性,即当材料的一边是热的,另一边是冷的,电荷就会沿着温度梯度积聚起来。
到目前为止,热电材料一直是用昂贵和能源密集型的工艺制造的。Baran, Nugraha和他们的同事开发了一种新的热电材料,这种材料是通过在量子点的液体溶液上自旋涂层制成的。
研究小组在表面涂上一层薄薄的硫化铅量子点,然后加入一种短连接配体溶液,将量子点交联在一起,以增强材料的电子性能。
在一层一层的重复旋涂过程形成200nm厚的薄膜后,温和的热退火使薄膜干燥,完成制作。
Nugraha在一份声明中说:“热电研究的重点是在超过400摄氏度的高温下加工的材料。”这种基于量子点的热电材料只能加热到175摄氏度。这种较低的加工温度可以降低生产成本,这意味着热电器件可以在广泛的表面上形成,包括廉价的柔性塑料。
据KAUST称,该团队的材料显示出很有前景的热电性能。良好热电性能的一个重要参数是塞贝克系数,它对应于施加温度梯度时产生的电压。“我们在我们的材料中发现了一些导致塞贝克系数增强的关键因素,”努格拉哈说。
该团队还证明了一种被称为量子限制的效应,当材料收缩到纳米尺度时,它会改变材料的电子性质,这对提高塞贝克系数很重要。这一发现是向实用的高性能、低温、解决方案处理的热电发电机迈出的一步,Nugraha说过。
希望这项研究能发挥它的潜力。
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