(圖源：KAUST官網(wǎng))
據(jù)外媒報(bào)道，阿卜杜拉國王科技大學(xué)(KAUST)開發(fā)低成本熱電納米材料，可以回收機(jī)器和設(shè)備(包括手機(jī)和汽車發(fā)動機(jī)等)排放的大量熱量，并將其直接轉(zhuǎn)換為有用的電力，避免能源浪費(fèi)。
這種納米材料采用基于低溫溶液的生產(chǎn)工藝制造，適用于柔性塑料涂層，幾乎可在任何地方使用。材料科學(xué)家Derya Baran所在實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員Mohamad Nugraha表示：“在眾多可再生能源中，廢熱并沒有得到充分重視。”現(xiàn)在，可以通過熱電材料回收機(jī)器和設(shè)備釋放的余熱。該類物質(zhì)具有一種特性，當(dāng)材料一側(cè)熱，另一側(cè)冷時，電荷會沿著溫度梯度積聚。
長期以來，制造熱電材料一直依靠昂貴的能源密集型工藝。Baran、Nugraha和同事開發(fā)的新型熱電材料，由名為量子點(diǎn)的納米材料液體溶液旋涂而成。研究小組先將一層薄薄的硫化鉛量子點(diǎn)旋涂于表面，然后加入短連接配體溶液，將量子點(diǎn)交聯(lián)在一起，增強(qiáng)材料的電子性能。經(jīng)過一層一層重復(fù)旋涂，形成200納米厚的薄膜，然后采用溫和的熱退火干燥薄膜，完成制作。Nugraha說：“熱電研究的重點(diǎn)一直是在超過400攝氏度高溫下加工的材料，而這種基于量子點(diǎn)的熱電材料僅需加熱到175攝氏度。加工溫度較低，可以降低生產(chǎn)成本，并可廣泛應(yīng)用于熱電設(shè)備表面，包括廉價的柔性塑料。
這些材料展現(xiàn)出良好的熱電性能。塞貝克系數(shù)是衡量熱電性能的重要參數(shù)之一，即溫度梯度產(chǎn)生的電壓。Nugraha說：“我們在材料中發(fā)現(xiàn)了提升塞貝克系數(shù)的若干關(guān)鍵因素。”研究小組還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)材料縮小到納米尺度時，量子限制效應(yīng)會改變材料的電子特性，這對于提高塞貝克系數(shù)非常重要。Nugraha說，這一發(fā)現(xiàn)是向?qū)嵱玫母咝阅堋⒌蜏?、溶液處理的熱電發(fā)電機(jī)邁出的一步。
