新的环保热电材料可以抵抗600°C的温度

在600°C下，具有大约0.55的热电图的热电金属氧化物膜已被发现。这发现了广泛使用热电转换器的新途径。

废热是通过将这种热量修改为电力的巨大潜在节能和再利用来源 - 一种称为热电转换的过程。市场上可用的热电转换设备在稀有金属的帮助下合成。尽管这些似乎高效，但它们的成本很高，在大多数情况下，它们都使用致命材料。亚博网站下载

这两个因素都导致此类转换器受到限制。替代选择之一是基于氧化物的热电材料。亚博网站下载但是，这些主要缺点是缺乏在高温下其稳定性的证据。

北海道大学电子科学研究所Hiromichi Ohta教授领导的研究小组合成了一个氧化钡热电转换器，该转换器以可重复的方式稳定，在温度高达600°C的温度下似乎稳定。亚博老虎机网登录

他们的研究结果在《杂志》中报道ACS应用材料和界面亚博网站下载。

热电转换已通过Seebeck效应确定：当整个导电材料中存在温度差时，会产生电流。

然而，热电转换的效率取决于称为功绩ZT的热电图的图。从历史上看，基于氧化物的转换器由低ZT组成，但最近的研究揭示了几个由高ZT组成的候选者。但是，它们在高温下的稳定性尚未得到很好的记录。

在过去的20年中，Hiromichi Ohta的小组一直在研究分层的氧化钴膜。在这项研究中，小组希望分析此类膜的化学和热稳定性，并在高温下量化其ZT值。

研究人员测试了用钠，锶，钙或钡分层的氧化钴膜，检查了其电阻率，结构和导热率。

他们发现，在这四种变体中，含氧钴层层膜在高达600°C的温度下保持了电阻率和结构完整性的稳定性。

相比之下，氧化二钴膜稳定至450°C，钙和氧化钠膜仅稳定，直到350°C。随着温度的增长，钡钴氧化钡的ZT在600°C时达到了约0.55，与一些市售热电转换器相当。

我们的研究表明，羟钴氧化物膜将是高温热电转换设备的出色候选者。此外，它们对环境友好，具有广泛部署的潜力。

Hiromichi Ohta，北海道大学电子科学研究所教授亚博老虎机网登录

期刊参考：

张，X，等。（2022）BA_1/3首席运营官₂：一种热电氧化物在空气中的600°C下可靠的ZT约为0.55。ACS应用材料界面亚博网站下载。doi.org/10.1021/acsami.2c08555。

来源：https://www.global.hokudai.ac.jp/