应用前景广阔的新型可涂覆热电材料

材料牛注：热电材料，即一种可把工业废热转化为电能的特殊材料。来自韩国蔚山国家技术大学的一个团队研发出了非常便捷的液态热电材料，只要把该材料涂覆在任意有热源的设备上，就可实现从热能到电能的转化。

热电设备的涂覆制备原理图

目前，由韩国蔚山国家技术大学(Ulsan National Institute of Science and Technology，缩写为UNIST)材料科学与工程系Jae Sung Son教授主导的一项研究已成功研发出一项新技术，通过这一技术研究人员能够把工业废热转化成可用于车辆或其他应用的电能。

在这项研究中，该团队研发出一种具有液态特性的新型高性能热电材料。这种材料由于其形状可控和相匹配的几何学特性，可被直接涂覆到大部分器件的表面。

这种热电材料可直接把温差转变成电压，或者反过来把电压直接转变为热量。这一作用可以用于加热或冷却过程，例如轮船上的小冷却系统、自动冷却系统和一般的废热回收系统等等。此外，这些设备中使用的热电发电机模块通常是长方体形的。

热电发电机的输出功率取决于设备的设计最低热损失及材料本身的固有性质。根据该团队的研究，目前存在的液态热电材料由于其有限的平面或角形状，在很大程度上被忽视了。

然而，考虑到这些平面器件连接的大部分热源表面是弯曲的，相当数量的热损失是不可避免的。为了解决这个问题，研究小组提出了形状可控的热电涂覆技术，通过将热电材料直接涂覆到热源表面以产生电能。

为了证明这一技术的可行性，他们还分别在平面、曲面和大尺寸的半球形基板上涂覆热电材料来制造热电发电机，实验表明它是从热源收集热能最有效的手段，其输出功率密度可达4.0 mW/cm2，这被认为是诸多报道中最有价值的涂覆热电发生器。

“我们已经通过涂覆过程制作了完整的热电模块，克服了平面热电模块的限制，并能更高效地收集热能，”Son教授说，“热电发生系统能被开发成用户需要的任何类型，此外，它通过节省材料和简化工艺大大降低了系统制造的成本。”

原文链接：UNIST engineers thermoelectric material in paintable liquid form
本文由编辑部顾玥提供素材，李杰编译，丁琬芝审核，点我加入材料人编辑部。