科學(xué)家制造出能從熱能中產(chǎn)生電能的晶體
科學(xué)家們制造出一種具有熱電特性的合成硫化物礦物。在有效地將熱能轉(zhuǎn)化為電能的努力中,從無害的原材料中容易獲得的材料為開發(fā)安全和廉價(jià)的所謂熱電材料開辟了新的前景。根據(jù)最近發(fā)表在《Angewandte Chemie》雜志上的一項(xiàng)研究,一種合成銅礦物通過簡單地改變其成分獲得了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu),從而為所需的特性奠定了基礎(chǔ)。 這種新型合成材料由銅、錳、鍺和硫組成,它的生產(chǎn)過程相當(dāng)簡單,法國卡昂CRISMAT實(shí)驗(yàn)室的CNRS研究員、材料科學(xué)家Emmanuel Guilmeau解釋說,他是該研究的通訊作者。"這些粉末通過球磨進(jìn)行簡單的機(jī)械合金化,形成一個(gè)預(yù)結(jié)晶相,然后在600攝氏度下進(jìn)行致密化。他說:"這個(gè)過程可以很容易地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。" 熱電材料可將熱量轉(zhuǎn)化為電能。這在工業(yè)過程中特別有用,因?yàn)樵诠I(yè)過程中,廢熱被重新利用為有價(jià)值的電力。相反的方法是冷卻電子部件,例如在智能手機(jī)或汽車中。這類應(yīng)用中使用的材料不僅要高效,而且要便宜,更重要的是要對健康安全。 然而,迄今為止使用的熱電設(shè)備使用了昂貴和有毒的元素,如鉛和碲,它們提供了最佳的轉(zhuǎn)換效率。但為了找到更安全的替代品,Emmanuel Guilmeau和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)轉(zhuǎn)向天然銅基硫化物礦物的衍生物。這些礦物衍生物主要由無毒和豐富的元素組成,其中一些還具有熱電特性。 現(xiàn)在,該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功地生產(chǎn)出一系列的熱電材料,在同一材料中顯示出兩種晶體結(jié)構(gòu)。"我們對這個(gè)結(jié)果感到非常驚訝。通常情況下,稍微改變成分對這一類材料的結(jié)構(gòu)沒有什么影響,"Emmanuel Guilmeau在描述他們的發(fā)現(xiàn)時(shí)說。 |