美新型熱電材料性能跨越重要里程碑

熱電材料把熱能直接轉化為電能，是人類夢寐以求的明星材料。理想的熱電材料應具有較高的熱電勢和電導率、較低的熱傳導系數。由這三個指標加上熱源溫度形成了衡量熱電材料品質的熱電優值----ZT值。一般認為ZT達到2.0以上方有實際應用價值，但過去熱電材料的最高ZT只有1.6至1.8。最近，美國西北大學無機化學家Mercouri Kanatzidis領導的研究小組開發出一種新型熱電材料，使ZT達到了2.2，可將15%至20%的廢（余）熱轉換成電能。
    研究小組的新材料仍以傳統的熱電材料碲化鉛為基礎，因為碲化鉛能夠最有效地吸收由熱引起的原子水平振動的長波能量從而驅動電子定向流動。所不同的是，新材料在碲化鉛中加入了少量碲化鍶以提高它吸收中波能量的能力以及微量的鈉以吸收短波能量，從而使新材料的ZT大幅提高。
    這項研究成果發表在9月20日的《自然》雜志上。有專家評論說，新材料是一種全新的設計，是熱電材料研發領域的一個重要里程碑。