北航科学家在热电能源材料研究取得突破

知名学术期刊《科学》近日发表北京航空航天大学科学家主导的国际科研团队在热电能源材料硒化锡应用方面的一项突破性研究成果。此研究使硒化锡在新能源领域的实际应用迈出了关键一步。

热电转换技术是一种利用半导体材料直接将热能与电能进行相互转换的技术。随着环境保护形势日益严峻，研究和开发清洁能源已成为全球科学研究的重点领域。热电转换技术凭借系统体积小、可靠性高、不排放污染物质、适用温度范围广等优势被重点关注。

北航国际交叉科学研究院热电能源材料研究室主任赵立东教授经过大量研究，发现物质硒化锡具有低热传导、储量丰富、环境友好等特质，是一种颇具潜力的热电能源材料，但其硬伤在于导电性能较弱。

考虑到硒化锡的层状晶体结构，赵立东大胆猜想，在其层面内可能具有不错的导电性能。通过实验他成功验证了预期，并很快被西班牙及美国学者进一步证实。

明确了内部的导电性良好后，仍有一因素制约硒化锡的应用。硒化锡材料在300-773K温度范围内热电优值(热电转换效率)很低，这限制了硒化锡在这一重要温度区间的使用。

通过反复实验，研究人员发现，利用硒化锡的特殊电子能带结构和多谷效应，可提高其导电性和温差电动势，从而获得300-773K温度范围内较高的电传输性能，使得硒化锡的热电优值整体提高。这意味着开发一种同时具备性能优异、储量丰富的热电能源材料已成为可能。

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