热电效应(新材料的热电效应极高)

有趣的新闻是一种自然现象，但在21世纪的今天，它被广泛应用于人类世界。因为有了它，我们的世界变得信息资源丰富了，比如看电视，玩网游，做饭，洗衣服，照明等等。为了获得电力，科学家们使用了各种方法，如传统的火力发电、核能发电、太阳能发电和地热能发电。其工作原理是将热能转化为电能，即塞贝克效应。

众所周知，热电材料可以将热量转化为电能，这就是所谓的塞贝克效应，两端的温差会产生电压。但是热能在转化为电能的过程中会损失大量的能量，所以在过去的几十年里，科学家们一直在努力研发一种理想的热电材料，希望能够大大提高转化效率。最近科学家在这一领域取得了重大突破，诞生了一种新材料，大大提高了热电转换率。

在塞贝克效应中，衡量热电转换效率的数值称为ZT值。热电材料的ZT值越高，其热电性能越好。在过去，科学家开发的最好的热电材料的ZT值只有2.8。今天，来自奥地利维也纳大学的科学家成功开发出一种ZT值为6的新型热电材料，在热电转换率方面取得了重大突破。这种新材料由硅、铁、钒、钨和铝的薄层组成。

因此，它是一种非常高效的新材料。虽然现在还没有被广泛使用，但是科学家们已经勾勒出了它未来的蓝图。它不仅可以用于热电转换领域，还可以为传感器甚至小型计算机处理器提供能量。维也纳大学研究所的恩斯特·鲍尔教授说，一种好的热电材料必须满足两个难以选择的要求:一方面，它应该尽可能多地导电，另一方面，它应该尽可能少地导热。

在物理学中，电导率和热导率一般是相辅相成的，高电导率材料自然会有高热导率。然而，恩斯特·鲍尔认为，肯定会有更好的热电材料，但我们还没有发现。为了寻找新一代热电材料，恩斯特·鲍尔在6年前的2013年开始研究各种热电材料。经过上千次试验，发现一定比例的硅、铁、钒、钨、铝是最好的热电材料。

新型热电材料中的铁原子以严格规则的方式排列在所谓的面心立方晶格中，两个铁原子之间的距离是相同的。然而，当它们被涂覆在硅上时，会立即发生一些令人惊讶的变化，两个铁原子可能彼此相邻，从而改变了电子结构，这意味着电子可以在材料中自由移动，获得非常低的电阻，然后热导率保持不变。恩斯特·鲍尔说这种新材料将来会被广泛应用。这项新研究已经发表在《自然》杂志上。趣味科学探索内容请关注唯一微信微信官方账号:趣味探索。