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实验室内。
穿戴着全覆式防护服的黄修远,在调整纳米线纺织机的线角度。
经过一次次调整,他编织出一块纳米布,则是一直由磷纳米线、硫纳米线编织而成的产物。
具体由两层组成,一层是以特定角度编织的三线交叉磷纳米线网,一层是厚度15纳米的硫纳米线网。
然后表面通过离子沉积,将一层氧化铝覆盖上去,形成一层致密的外壳。
看起来是一块平平无奇的氧化铝板子,实际上却内有乾坤。
他将复合板材处理后,交割一旁的助手:“张伟,拿去进行电热值测试。”
一旁的大众脸张伟,小心翼翼的接过复合板材,送到实验室的材料物化检测室内,开始进行全面的检测。
黄修远跟着来到检测室内。
随着几个研究员对复合板材,展开进行一系列的检测,研究热电材料出身的研究员乔青石想说话,却发现自己舌头仿佛打结了一般。
因为眼前这块复合板材的热电优值,超出了他们的意料之中。
所谓的热电优值,就是材料的热电转化效率,符号是ZT,目前材料学界发现的热电材料中,热电优值最高的大概在6左右,这是只能在实验室中微量制备的材料。
在乔青石和张伟等人的认知中,目前的热电材料界中,那几种技术路线里面,包括二维多层膜、超晶格、铋纳米线、碳纳米管、量子阱系统、类猫眼结构、硅铁钨合金之类,热电优值都被卡在6,同时也不具备大规模量产的工艺。
而他们眼前的复合板材,热电优值竟然高达11.37。
市面上大规模量产的热电材料,热电优值普遍在2.8~3左右。
复合板材的热电优值,已经达到了普通热电材料的3.79~4倍左右。
很多不知道这意味着什么,热电材料的应用领域,主要在温差发电、热电制冷、传感器和温控器等。
热电优值在2.8~3的普通热电材料,通常发电中的热电转化效率只有6~8%左右。
而当热电材料的热电优值提升到11.37时,这意味着温差发电机的效率,将提升到24%左右。
尽管这材料的热电效率,比不上30%效率的砷化镓太阳能电池板,也不不上火电站的蒸汽轮机。
但是热电材料用非常多优点,比如结构简单,只需要热电材料本身,加上导线、开关,就可以使用。
另外发电条件要求不太苛刻,只要有温度差,就可以发电。
“原来如此,这是二维多层薄膜加上超细纳米线,而且磷纳米线的三线交叉编织角度,估计就是利用量子阱系统。”乔青石自言自语起来。
黄修远笑着点了点头:“不错,就是三重加持,多层薄膜、超细纳米线、量子阱系统,三者结合后,压低了导热系数,同时提高了导电系数和塞贝克系数。”
乔青石满眼尽是震撼。
热电优值ZT,有一条专门的公式:
ZT=S2σTK(S为塞贝克系数、σ为导电率、T是温度、K是导热率)。
从公式中,我们可以知道,影响热电优值的因素,就是塞贝克系数、温度、导电率和导热率。
其中最关键的两个要素,就是导电率和导热率,如果要提高热电优值,这么作为分母的导电率必须高,而作为分子的导热率,则必须尽可能的小。
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