Tarihin en yüksek seviyesi! Yeni termoelektrik malzeme rekor performansa sahip!
Yeni malzemelerin özelliklerinin ilerlemesini tahmin etmek için teorik hesaplamalar kullanılarak, yeni bir yarı Hessler termoelektrik bileşik sınıfı keşfedildi ve bir bileşiğin değeri tarihteki en yüksek seviyeye ulaştı. Houston Üniversitesi Teksas Süper İletkenlik Merkezi (TcSUH) direktörü Ren Zhifeng ve fizikçi Ren Zhifeng (transliterasyon) şunları söyledi: Her sıcaklıkta yüksek avantajları koruduğu için gelecekteki uygulamalarda önemli olabilir. Zhifeng, çalışmanın ilgili yazarıdır ve araştırma makalesi Nature Communications'da yayınlandı. Potansiyel bir "temiz" enerji kaynağı olarak termoelektrik malzemeler, giderek daha fazla araştırma grubunun ilgisini çekmiştir. Bu enerji, enerji santralleri veya diğer endüstriyel prosesler tarafından üretilen atık ısının elektrik enerjisine dönüştürülmesiyle üretilir. Çoğu malzeme çok çeşitli ticari uygulamalar için tüm gereksinimleri karşılamasa da, bazı gelecek vaat eden malzemeler keşfedilmiştir.
Brocade Park-Science Popularization: Araştırmacılar tantal, demir ve antimondan oluşan yarı Hessler bileşiği keşfettiklerini ve sonucun "termoelektrik enerji üretimi için çok umut verici" olduğunu söylediler. Bir bileşiğin dönüşüm verimliliği% 11,4 olarak ölçüldü, bu da bu malzeme tarafından emilen her 100 watt ısı için 11,4 watt elektrik üretildiği anlamına geliyor. Teorik hesaplamalar, verimliliğin% 14'e ulaşabileceğini göstermektedir. Pratik uygulamalar için birçok termoelektrik cihazın% 10'luk bir dönüşüm verimliliğine sahip olacağına dikkat çekti. Genel olarak, araştırmacılar daha önce rapor edilmemiş altı bileşiği tahmin ettiler ve pahalı elemanlar kullanmadan yüksek performansa sahip olanı başarıyla sentezlediler. Beşi yarı-Hessler kristal yapısına sahip altı kanıtlanmamış bileşik Bu çalışmada keşfedilen bileşiklerden biri olan p-tipi tafesb-bazlı yarı-Hessler, çok ümit verici termoelektrik özellikler sergilemektedir.
- Termodinamik stabilite hesaplaması: V1-v2 ailesinin yarı Hessler bileşikleri (V1 = V, Nb, Ta; VIII = Fe, Ru, Os; ve V2 = As, Sb, Bi). a v1-ii-as, b v1-ii-sb, c v1-ii-bi. Resim: Nature Communications (2019) DOI: 10.1038 / s41467-018-08223-5
Bu çalışma aynı zamanda Houston Üniversitesi, Missouri Üniversitesi, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Pekin Ulusal Yoğun Madde Fiziği Laboratuvarı, Çin Bilimler Akademisi, Chongqing Güneybatı Üniversitesi, Çin, Dresden Metal Malzemeler Enstitüsü, Almanya ve Çin Elektronik Bilimi ve Teknolojisi Üniversitesi'nden diğer araştırmacıları da içermektedir. Ve Şangay Üniversitesi. Yüksek termoelektrik özelliklere sahip olması beklenen bileşikleri tahmin etmek için teorik hesaplamalara güvenmek, araştırmacıların en umut verici bileşikleri incelemelerine olanak tanır. Tantal, demir ve antimondan oluşan malzemelerin yaratılması, kısmen bu bileşenlerin bu kadar farklı fiziksel özelliklere sahip olmasından dolayı karmaşık olduğunu kanıtladı. Örneğin, tantalumun erime noktası 3000 santigrat derecenin üzerindeyken, antimonun erime noktası 630 santigrat derecedir. Tantal serttir ve antimon nispeten yumuşaktır, bu da ark erimesini (malzemeleri birleştirmek için yaygın bir yöntem) daha zor hale getirir. Bu bileşiği bilyeli frezeleme ve sıcak presleme kombinasyonu ile yapabilirler.
Araştırmacılar, bu bileşik oluşturulduktan sonra hem gerekli fiziksel özellikleri hem de yapısal bütünlüğü sağlayan mekanik özellikleri sağlayabileceğini söyledi. Kullanılan elemanların elde edilmesi nispeten kolaydır ve ucuzdur, bu da bu bileşiği uygun maliyetli kılar. Bileşiğin kendi özelliklerine ek olarak, araştırma sonuçları, deneysel çalışmayı yönlendirmek için hesaplama yöntemlerine daha fazla güvenmek için güçlü destek sağlar. Dikkatli deneysel sentez ve bir bileşiğin değerlendirilmesinin pahalı olduğu, özellikle de yüksek verimli modda uygulandığında çoğu teorik hesaplamanın nispeten ucuz olduğu unutulmamalıdır. Bu nedenle, ayrıntılı deneysel çalışmalar yapmadan önce bileşikleri tahmin etmek için daha karmaşık teorik çalışmalar kullanmak faydalı olabilir.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Houston Üniversitesi
Referans dergi makaleleri: "Nature Communications"
DOI: 10.1038 / s41467-018-08223-5
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
