美国大学研发新型低成本热电材料 可为夏季汽车零部件降温

据外媒报道，随着夏天的临近，汽车的方向盘变得很热，很难操作，但新型热电材料可以解决这个问题。由于缺乏能够在室温下保持高效率且价格低廉的材料，能够直接将电能转换为热能以实现冷却和加热功能的热电装置的普及受到了阻碍。

然而，现在休斯顿大学和美国麻省理工学院的研究人员报告称，他们发现了一种在室温下有效工作的新材料，几乎不需要昂贵的碲。该研究的研究人员表示，这种材料有助于防止电子设备、车辆和其他部件过热。此外，这种材料非常便宜，但其性能与传统且更昂贵的材料一样好。未来的研究人员将努力缩小这种材料与传统材料之间微妙的性能差距。热电材料的工作原理是利用从较热区域到较冷区域的热流，热电冷却模块将基于帕尔贴效应运行，帕尔贴效应描述了不同电流方向的两个不同导体接头处的吸热和放热现象。此外，热电材料还可以用于将发电厂、汽车排气管和其他来源的废热转化为电能。此外，据报道，许多新材料被用于此类应用，这需要材料能够在更高的温度下工作。由于热电冷却模块必须在较低的温度环境中工作，热电模块的热电转换系数ZT值相对较低，这对热电冷却模块构成了巨大的挑战。品质系数（ZT）是热电材料效率的指标，热电材料的ZT值越高越好。尽管存在挑战，但至少到目前为止，这种热电冷却模块仍然具有巨大的商业潜力，部分原因是它们能够在较低的温度下长时间运行，而热电发电可能因高温而变得复杂。热电冷却市场不断增长，据研究人员称，2018年全球热电模块市值约为6亿美元，预计到2027年将达到约17亿美元。几十年来，铋碲合金一直被认为是性能最好的热冷却材料，但研究人员表示，碲的高成本限制了其广泛应用。尽管碲的价格最近有所下降，但仍在每公斤50美元左右。相比之下，研究人员开发的新材料主要由镁组成，价格约为每公斤6美元。研究人员表示，这种新材料由镁和铋制成，以带负电的形式产生，其效率与传统的铋碲材料相同。此外，这种材料的成本相对较低，并且可以扩大用于冷却应用的热电模块的使用。为了使用这种新材料制造热电模块，研究人员将其与传统铋碲合金中的正电荷载流子相结合，因此大多数模块中只需要一半的电流碲。由于材料成本约为设备成本的三分之一，因此可以节省大量成本。此外，与大多数纳米结构材料相比，这种新材料具有更好的电接触能力。

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