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塞贝克最新娱乐体验_塞贝克系数是什么(2024年12月深度解析)

内容来源：麦吉窗影视所属栏目：话题更新日期：2024-11-29

塞贝克

西铁城eco-drive 在1976年，日本西铁城公司为了保护环境，开始研发和改进光动能充电技术。在技术尚未完全成熟时，日系品牌也尝试了类似的循环充电技术，以寻求动能、续航与精准度的最佳平衡。西铁城作为科技制表领域的佼佼者，在1999年底发布了型号为BQ0000的体温充电型手表（Eco-Drive Thermo），这款手表通过人体体温充电，搭载了实验性质的E930热电机芯。西铁城的这款手表利用了塞贝克效应，即两种不同金属的温差产生电位差并产生电流为手表充电。当时，精工也有类似的产品，甚至比西铁城更早推出。然而，这款手表仅开发了两代，存世时间不到三年，产量极低。主要原因包括必须佩戴超过8小时才能充电，且需要三个月以上时间才能充满，充电效率低下且难以从空电状态启动。尽管如此，这款手表的市场售价并不高，但存世数量稀少，能保存至今且正常运转的更是凤毛麟角。作为“梦幻逸品”，这些实验性质的产品见证了科技的进步。尤其是这些堪称博物馆级别的表款，同样值得被怀念和分享。从收藏的角度来看，这些有趣的商品比那些年年复刻的“限量版”更加珍贵。它们不仅体现了科技的探索精神，更是历史的见证者。

100%拉伸热电材料问世！金属之所以具有延展性，是因为金属键合使得非局域电子与金属阳离子之间存在强静电力。然而，半导体由于定向共价键或离子键而较为脆弱，原子滑动时会出现排斥相互作用。传统的热电材料是无机半导体，变形能力有限。哈尔滨工业大学（深圳）的张倩、毛俊，中科院物理所的王玉梅以及吉林大学的付钰豪等人发现，当沿（0001）平面（即ab平面）施加张力时，单晶Mg3Bi2的室温拉伸应变高达100%。这个值至少比传统热电材料高一个数量级，并且优于许多以类似结构结晶的金属。实验中，他们观察到变形的Mg3Bi2中存在滑移带和位错，表明位错的滑动是塑性变形的微观机制。化学键合分析揭示了多个具有低滑移势垒能的平面，表明Mg3Bi2中存在多个滑移系统。此外，滑移过程中的连续动态键合可防止原子平面的解理，从而维持较大的塑性变形。重要的是，碲掺杂单晶Mg3Bi2在室温下沿ab平面显示出约55微瓦每厘米每开尔文平方的功率因数和约0.65的品质因数，其性能优于现有的延展性热电材料。作者发现，在室温下，Mg3Bi2基合金展现出优异的热电性能，特别是n型单晶Mg3Bi2表现出高度的各向异性。其电阻率和塞贝克系数在ab平面高于c平面，而热导率则相反。这种各向异性归因于材料的半金属性质和价带的各向异性。BoltzTraP2计算支持了实验结果，显示在高电子浓度下各向异性降低。Mg3Bi2-xTex的热电性能沿ab平面随温度升高而变化，Te掺杂能降低电阻率并调节塞贝克系数。与其它材料相比，Mg3Bi2和Mg3Bi1.998Te0.002能承受较大的拉伸应变，同时保持高zT和功率因数。p型Mg3Bi2的热电性能低于n型，这与谷简并度的差异有关。总之，作者发现单晶Mg3Bi2的室温拉伸应变为100%。变形的Mg3Bi2中存在滑移带和高密度刃位错，证实了位错滑动是塑性变形的潜在机制。计算表明存在几个具有低滑移势垒能的原子平面，这表明Mg3Bi2中可以激活多个滑移系统。滑移过程中Mg-Bi的动态键合持续存在，从而防止原子平面解理。此外，单晶Mg3Bi2基材料在室温下的功率因数约为55 cm-1 K-2，zT约为0.65，优于最先进的延性热电材料。

商道创投网ⷤ𜚥‘˜动态｜商道创投网2024年10月9日从官方获悉：近日，赛富能科技（深圳）有限公司（以下简称“赛富能”或“公司”）宣布完成数千万元Pre-A轮融资，由时代伯乐领投，赛未资本担任本轮融资财务顾问，本轮融资主要用于研发新一代大功率无源自供电电源系统，基于热电材料塞贝克效应下，研发出更高效静态热电电源。赛富能成立于2020年12月，是国内首家基于静态热电技术量产微小离网电源，并将该无线自供电电源系统用于核能、电解铝、燃气、风电、水泥等领域，解决给传感器供电痛点的公司。

如何优化纳米尺度热电氧化物钴酸钠（NaxCo2O4）的品质因数 ? 前言：热电氧化物是一类能将温度差转换为电压的热电材料，由于这一种独特的性质，热电氧化物在工业中被广泛应用于热管理系统中，而废热回收则是热电材料的另一个潜在应用领域，因为长期以来，传统材料的低转换效率，废热回收的发展陷入停滞，但随着钴酸钠（NaxCo2O4）被人们发现，这一困扰人们多年的难题终于被解决。 ? 在上世纪90年代时，氧化物材料的高热稳定性使其成为了高温发电应用的热门备选，然而，传统氧化物由于载流子迁移率低而被科研人员认为是低至的热电材料，不过这种看法随着过渡金属氧化物NaCo2O4的发现而被否定，正如材料学家Terasaki在1997年的研究成果所示，NaCo2O4表现出了出乎意料的良好热电性能。 ? 如图2所示，NaCo2O4具有六方层状结构，其中共享边缘的二维三角形CoO2片和Na层沿c轴交替堆叠，这种独特的结构有助于其卓越的热电性能，从而导致人们重新评估氧化物材料在热电应用中的潜力。 ? 但有一句话说得好，人们对科学进步的追求是永无止境的，为了增强NaxCo2O4的热电性能，我列举出了两种常见的制备方式：成分改性法和结构改性法。 ? 成分改变法其中的一种方法是调整NaxCo2O4中钠的成分，钠含量是一个可行的改性参数，因为它可以在不显著影响晶体结构的情况下改变NaxCo2O4的热点性能，然而，由于钠在高温下的强挥发性，精确控制钠成分需要我们在制备中要特别注意，实验数据表明，降低试验场的温度有利于在增加Na含量的时候，避免上述这个不必要的麻烦。 ? 掺杂其他元素是成分改变法中的另一种常用手段，我们可以对将不同元素掺杂到NaxCo2O4中，研究发现，将Cu的部分取代到Co位点可以有效提高塞贝克系数和ZT（品质因数），从而达到提升热电性能的目的。 ? 讲完了成分改变法，我们再来了解一下结构改性法，晶粒尺寸减小是此法中为人熟知的增强热电性能的策略，细晶结构可以有效降低热导率，而不会显著影响电导率，但比较尴尬的是，对于热电材料这样的高温材料来说，这种策略的实施会变得有些困难，因为晶粒尺寸在高温下往往会增大。 ? 相比于晶粒尺寸减小法，织构化是结构改性方法中更优秀的方案，因为电有利方向通常会表现出更高的功率因数，从而导致更好的热电性能，在某种程度上，单晶可以被认为是一种完美织构的多晶材料，因此，我们可以通过多晶材料的织构来复制单晶的高ZT（品质因数）。 ? 在实验中，我们对高织构的NaxCo2O4进行了试做，并且使用了热压技术，RTGG技术对于获得高度织构的多晶样品确实很有效，然而结果却令人失望，即使我们制备出了高度织构化的多晶样品，但我们发现它的热电性能仍然较低，这种和理论和实际的差异可能归因于晶体内的钠和氧含量不符规范，如果我们能管理和控制这些因素，相信多晶材料可以实现与单晶相当的热电性能。 ? 为了给NaxCo2O4的制备提供更多参考，我找到了其他两种比较靠谱的制备法。 ? 第一种是球磨法，它需要先对NaxCo2O4粉末进行机械研磨以获得纳米结构材料，然后将在装有研磨球的球磨机中混合NaxCo2O4的基材，在研磨过程中，球会反复冲击和研磨粉末，导致颗粒尺寸缩小至纳米级，由于材料中的纳米颗粒可以有效散射声子，从而降低热导率，因此球磨法是增强NaxCo2O4热电性能的一个不错的途径。 ? 第二种是电纺法，此法是溶胶-凝胶化学和静电纺丝技术的结合，在这种方法中，需要先制备含有所需金属盐的溶胶-凝胶前体溶液，然后采用静电纺丝从前体溶液中制造纳米纤维，静电纺丝后，纳米纤维经过热处理，转化为 NaxCo2O4，所得纳米纤维和粉末将具有纳米晶粒级尺寸，由于材料的声子散射增强，我们预计NaxCo2O4将被改善热电性能。 ? 结论：从以上分析我们可以知道，优化热电氧化物钴酸钠（NaxCo2O4）的品质因数可以通过成分改变法和结构改变法等途径来实现。 ? 在成分改变法中，我们可以调整NaxCo2O4中钠的成分，通过控制钠含量，找到最佳的x值，从而优化其热电性能，掺杂其他元素也是一种备选方法，特别是将部分Cu掺杂到Co位点，可以显著提高热电性能。 ? 在结构改变法中，细晶化是一种有效策略，可以通过降低晶粒尺寸减少热导率而不显著影响电导率。 ? 除了细晶化和成分改变法，我们还分析了球磨法和电纺法，虽然还停留在理论推敲阶段，但并不妨碍我们将它们加入到备选之中，未来我们将实际验证一番，为NaxCo2O4的制备提供更多参考，助力废热回收的可持续发展。

热电偶用补偿导线热电特性及允差检测

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