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资讯| 清华大学李敬锋/朱静Nature Materials | 热电材料

资讯| 清华大学李敬锋/朱静Nature Materials | 热电材料 两江科技评论
2024-03-09
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导读:热电超离子导体thermoelectric superionic conductors的类液体特性是一把双刃剑:离子的长程迁移可抑制声子热输运,但其定向偏析极大地削弱了运行稳定性
热电超离子导体thermoelectric superionic conductors的类液体特性是一把双刃剑:离子的长程迁移可抑制声子热输运,但其定向偏析极大地削弱了运行稳定性。
今日,清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室Haihua Hu, Yiwei Ju, Jincheng Yu,朱静院士Jing Zhu,李敬锋教授Jing-Feng Li等,在Nature Materials上发文,报道了基于离子约束效应,协同增强了硒化铜Cu1.99Se基超离子导体的热电优值figure of merit (ZT值越高,热电性能越好)和稳定性。
密度泛函理论DFT和微动弹性带nudged elastic band simulations,NEB (VASP分子动力学模拟中寻找过渡态的算法) 模拟表明,基于阳离子-阴离子共掺杂策略,提高了活化能以限制离子迁移。
在不牺牲低热导率的情况下,降低了载流子浓度,在1,050K温度时,获得了∼3.0的热电优值ZT。所制造的器件模块,在518K温差下,保持了高达13.4%高转换效率,在120次循环后,没有明显退化。该项研究,可推广到开发具有离子迁移特性的电学和热学功能材料。

Highly stabilized and efficient thermoelectric copper selenide. 

高稳定高效热电硒化铜。


图1:高热电优值figure of merit,ZT和转换效率的离子约束效应。

图2: 原子水平的结构表征。

图3: 电输运性质。

图4: 热传输特性、热电优值ZT值和使用稳定性。

文献链接

Hu, H., Ju, Y., Yu, J. et al. Highly stabilized and efficient thermoelectric copper selenide. Nat. Mater. (2024). 

https://doi.org/10.1038/s41563-024-01815-1

https://www.nature.com/articles/s41563-024-01815-1

本文译自Nature。

来源:今日新材料

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