美国大学研发新型低成本热电质料 可为夏季汽车零部件降温

据外媒报道，夏季来临，汽车偏向盘变得滚烫下不去手，可是新型热电质料却可解决该问题。由于缺乏能够在室温下保持高效，同时价钱自制的质料，可以直接将电能转化成热能，以实现冷却和加热功效的热电设备的普及受到了阻碍。

（图片泉源：休斯敦大学官网）可是，现在，美国休斯敦大学（the University of Houston）和麻省理工学院（the Massachusetts Institute of Technology）的研究人员陈诉表现，他们发现了一种新质料，该质料在室温下的事情效率很高，而且险些无需价钱昂贵的碲（碲是现在最先进质料中的主要身分）。该研究的研究人员表现，该质料能够资助防止电子设备、车辆和其他零部件过热。此外，该质料很是自制，可是性能却与传统的、更昂贵的质料一样好，未来研究人员将致力于缩小该质料与传统质料（铋碲合金）间细微的性能差距。

热电质料的事情原理是，使用从较热区域流向较冷区域的热流，而热电冷却模块将凭据珀尔帖效应（Peltier effect）事情，该效应形貌了两个差别导体讨论处随着电流偏向的差别，会划分泛起吸热和放热现象。此外，热电质料还可用于将发电厂、汽车排气管和其他泉源的余热转化成电能。而且据报道，许多新质料用于此类应用，而此类应用要求质料能够在更高的温度下事情。

因为热电冷却模块必须在温度更低的情况中事情，在此类情况中，该热电模块的热电转换优值系数ZT值比力低（该系数取决于温度），因而热电冷却模块造成了一个庞大的挑战。优值系数ZT值是权衡热电质料事情效率的一个指标，热电质料的ZT值越高越好。

只管面临挑战，至少到现在为止，此类热电冷却模块还具备很大的商业潜力，部门原因在于他们能够在更低的温度下长时间事情，而热电在发电时由于高温（氧化和热不稳定性）会变得很庞大。热电冷却市场正在不停增长，据研究人员所说，2018年全球热电模块市值约为6亿美元，预计到2027年将达约17亿美元。数十年来，铋碲合金一直被认为是性能最好的热冷却质料，可是研究人员表现，高成本的碲限制了该质料的广泛应用。虽然最近碲的成本有所下降，可是仍是每公斤50美元左右。

相比之下，研究人员研发的新质料主要身分是镁，而镁的价钱约为每公斤6美元。研究人员表现，此新质料由镁和铋制成，以带负电荷（n型）的形式而缔造出来，与传统的铋碲质料的效率一样。此外，该质料的成本较低，可能会扩大热电模块用于冷却应用。

为了使用该新质料制成热电模块，研究人员将其与传统铋碲合金中的正电荷载流子联合，因而只需要用到现在大多数模块中一半的碲，由于质料的成本约莫是该设备成本的三分之一，因而能够节约大量成本。此外，该新质料与大多数纳米结构质料相比时，具备更好的电接触能力。

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