【產(chǎn)通社，4月17日訊】中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所（Shanghai Institute of Ceramics of the Chinese Academy of Sciences，SICCAS）官網(wǎng)消息，熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)在特種電源、綠色能源、高精度溫控與制冷等技術(shù)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。近10余年來，熱電材料科學(xué)得到前所未有的發(fā)展，熱電材料性能的標志性指標－無量綱熱電優(yōu)值（ZT）的紀錄被不斷刷新，多種材料的ZT值超過1.5甚至2.0。然而，工業(yè)界所期待的熱電應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展卻滯后于熱電材料科學(xué)的發(fā)展。例如，汽車尾氣余熱發(fā)電技術(shù)自90年代被提出后已經(jīng)過去近20年，盡管陸續(xù)有數(shù)百瓦級示范系統(tǒng)的報道，但尚未實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。鋼鐵廠、化工廠等工業(yè)高溫設(shè)備的余廢熱發(fā)電利用也一直受到關(guān)注和期待，但目前仍然停留在千瓦級示范系統(tǒng)的研制，尚未獲得規(guī)�；I(yè)應(yīng)用。 

制約熱電發(fā)電技術(shù)規(guī)�；瘧�(yīng)用的主要瓶頸是器件研發(fā)的滯后，尤其是長期以來器件轉(zhuǎn)換效率一直低于10%，直接影響工業(yè)應(yīng)用中能量的有效回收率和經(jīng)濟可行性。熱電器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要對幾何形狀與尺寸、連接方式、電流與熱流耦合匹配等復(fù)雜體系的多參數(shù)進行優(yōu)化，傳統(tǒng)的設(shè)計模型很難滿足能量損失最小化的要求；同時，器件中存在的各種異質(zhì)界面（電極/熱電材料、熱電材料/熱電材料、絕緣基板/電極等）更是直接導(dǎo)致熱能與電能損失的主要因素，開發(fā)低能量損耗的結(jié)合技術(shù)是國際上熱電器件技術(shù)領(lǐng)域的競爭焦點。 

中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所陳立東研究員、柏勝強高級工程師帶領(lǐng)的團隊一直堅持器件優(yōu)化設(shè)計方法和集成關(guān)鍵技術(shù)的研究，針對方鈷礦、碲化鉍等具有重要應(yīng)用價值的熱電材料，成功開發(fā)了低界面電（熱）阻、高溫穩(wěn)定性優(yōu)異的電極材料及其結(jié)合技術(shù)；基于對器件能量輸運與轉(zhuǎn)換過程系統(tǒng)的理論分析，針對非線性溫度變化的材料性能參數(shù)以及多重寄生能量損失的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，建立了三維數(shù)值模擬的器件全參數(shù)設(shè)計方法，實現(xiàn)了對器件能量損失的最小化設(shè)計。運用全參數(shù)設(shè)計方法和低能量損失界面技術(shù)，研制成功碲化鉍/方鈷礦二段結(jié)構(gòu)熱電發(fā)電器件，器件最大轉(zhuǎn)換效率達到材料理論值的96.9%，在541°C溫差下實測轉(zhuǎn)換效率達12%，是目前國際上報道的最高水平。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《Energy & Environmental Science》（DOI: 10.1039/c7ee00447h）。 

研究工作得到了國家基礎(chǔ)研究973項目、國家自然科學(xué)基金、上海市科委、中國科學(xué)院等的資助。查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://www.sic.cas.cn。（Lisa WU, 365PR Newswire）    （完）