美新型热电材料性能跨越重要里程碑

热电材料把热能直接转化为电能，是人类梦寐以求的明星材料。理想的热电材料应具有较高的热电势和电导率、较低的热传导系数。由这三个指标加上热源温度形成了衡量热电材料品质的热电优值----ZT值。一般认为ZT达到2.0以上方有实际应用价值，但过去热电材料的最高ZT只有1.6至1.8。最近，美国西北大学无机化学家Mercouri Kanatzidis领导的研究小组开发出一种新型热电材料，使ZT达到了2.2，可将15%至20%的废（余）热转换成电能。
    研究小组的新材料仍以传统的热电材料碲化铅为基础，因为碲化铅能够最有效地吸收由热引起的原子水平振动的长波能量从而驱动电子定向流动。所不同的是，新材料在碲化铅中加入了少量碲化锶以提高它吸收中波能量的能力以及微量的钠以吸收短波能量，从而使新材料的ZT大幅提高。
    这项研究成果发表在9月20日的《自然》杂志上。有专家评论说，新材料是一种全新的设计，是热电材料研发领域的一个重要里程碑。