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必威官网蔡伟教授和隋解和教授课题组在中温方钴矿热电材料方面取得重要进展

必威官网:2019-11-27被阅次数:12来源:必威官网

在国家自然科学基金委优青项目、面上项目支持下,我校材料科学与工程必威官网登录蔡伟教授和隋解和教授团队在热电材料研究领域取得重要进展。研究成果以《原位析出CoSi纳米粒子提升Yb0.3Co4Sb12材料的热电和机械性能》(Enhanced thermoelectric and mechanical properties in Yb0.3Co4Sb12 with in-situ formed CoSi nanoprecipitates)为题发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials,影响因子:24.88)杂志上。蔡伟教授和隋解和教授为该论文的通讯作者,我校博士研究生秦丹丹为论文第一作者,哈工大为第一通讯单位。

随着经济的发展,能源的加速消耗,开发可再生的能源转换技术尤为迫切。热电材料由于可实现热能和电能的直接相互转换,在工业废热发电,深空/深海电源以及制冷等领域具有广阔的应用前景。方钴矿热电材料合适的带隙以及高的载流子迁移率,呈现出高性能的潜质,但高的热导率导致热电优值低,限制其应用。除元素填充外,纳米复合也是提高该体系热电性能的另一有效手段。相比于机械混合方式,原位析出将利于纳米粒子的分散。当前YbxCo4Sb12方钴矿原位析出纳米相都是基于元素Yb或Sb,比如Yb2O3InSb,GaSb等,而基于元素Co原位析出的纳米第二相尚未见报道。近期该团队通过相图分析,率先在Yb0.3Co4Sb12方钴矿中基于组成元素Co采用熔体旋甩的方式构建原位析出且与基体共格的CoSi纳米粒子,有效地阻碍了声子的传输,显著降低了晶格热导率;同时基体和纳米粒子之间的界面势垒过滤了一定量的低能载流子,提高了塞贝克系数,进而改善了电性能,实现了CoSi纳米粒子协同提升方钴矿的热电性能。此外,增强相CoSi纳米粒子的引入还提高了材料的力学性能。

蔡伟教授和隋解和教授多年从事热电材料基础理论及应用研究,已在《美国科必威官网登录院刊》(PNAS影响因子:9.58),《能源环境与科学》(Energy & Environmental Science影响因子:33.25),《先进能源材料》(Advanced Energy Materials影响因子:24.88),《先进功能材料》(Advanced Functional Materials影响因子:15.62),《纳米能源》(Nano Energy影响因子:15.55)等期刊发表研究成果50余篇。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201902435



a) CoSi原位析出照片;b) Yb0.3Co4Sb12/xCoSi机械性能;c) Yb0.3Co4Sb12/xCoSi晶格热导率;d) Yb0.3Co4Sb12/xCoSi热电优值。



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