上海硅酸盐所新热电材料预测获重要进展----中国科学院上海分院60周年院庆

上海硅酸盐所新热电材料预测获重要进展

2009-02-16 | 【大中小】【打印】【关闭】

热能和电能是我们生活中最重要的能源形态，其中电能是各种能源形态中使用最多、传输最方便的一种；而热能则是能源消耗和浪费的一种主要形式。工业生产中的大量废热以及汽车尾气废热都是能源转化过程中能源浪费的表现。热电材料能将热能转换为电能，使巨量工业废热以及汽车尾气废热能源的回收和再利用成为可能。因此，寻找具有高热电转换效率的化合物材料是当前该领域研究的主要任务和热点之一。中国科学院上海硅酸盐研究所研究员张文清、陈立东带领的课题组，与美国通用汽车公司杨继辉博士的实验小组合作，利用理论计算方法预测了一批可能具有高电输运性能的half-Heusler化合物，对实验研究有很强的指导作用。half-Heusler化合物是一大类具有多种性质的三元金属间化合物，具有高的热电转换效率，但目前国内外的报道中只针对少数几种half-Heusler化合物进行了热电研究，而这只是half-Heusler体系中很少的一部分。研究人员通过第一原理计算结合玻尔兹曼电输运理论，对价电子数等于18的30多种half-Heusler化合物的电子结构及塞贝克系数、电导率以及功率因子等输运参数进行了系统研究。对于目前已经被使用的half-Heusler热电化合物，计算得到的数据与实验值非常吻合，显示了计算方法的正确性。这项工作成果受到了审稿专家的高度评价，相关研究工作已发表在学术期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）与《物理评论》（Phys. Rev. B）上。该项工作得到了“973”项目、国家自然科学基金项目和中科院创新工程项目的资助和支持。