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有望用于物联网设备传感器的热电转换新材料

日本物质材料研究机构开发了一种可以从热能中提取电能的“热电转换材料”,除了这种热电转换性能极高的新材料之外,还开发了可由日常生活中的材料低成本制造该新材料的技术。该新材料不仅可以应对全球变暖,还有望用作将万物连接到网络的IoT设备的传感器电源,并且可能将加速其实用化研究。

铁-铝-硅系热电发电模块

(图片均来自网络)

在11月27日由日本物质材料研究机构在线举行的“NIMS WEEK 2020”上,科研人员相继发表了以有效利用热能为目标的前沿研究。其中,在海报上被宣传为“改变游戏规则的超高性能发现”“已期待半个世纪”等的热电转换材料研究备受关注。

以下,将对日本物质材料研究机构的WPI国际纳米技术研究基地组长森孝雄的演讲进行详细介绍。在该演讲中,主要介绍了两种新材料。

一种是铁-钒-铝系热电转换材料。该材料是日本物质材料研究机构与奥地利维也纳工科大学的共同研究结果。其主要目标是利用磁性,提高热电转换性能。在硅基板上制作薄膜时,形成了独特的结构,大幅提高了热电转换性能。

热电转换材料是一种利用温差产生电压的物质。利用温差产生电压差的热电现象被称为“塞贝克效应”,于19世纪初被发现,但是,这种热电材料价格高,且难以提高性能,因此很少用于提取电能的普通产品。

已知50多年前发现的“铋-碲系化合物”在室温至数百摄氏度的条件下使用时,具有最高的热电转换性能,但至今没有发现能够超越这一化合物的材料。

物质材料研究机构等所研发的薄膜材料在接近室温时

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