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纳米技术提高热电转换效率
稿件来源:政策研究与驻外指导处      

    如何将大量汽车尾气排放的废弃热量高效转化为有用的电能,成为欧盟第七研发框架计划(FP7)的研究课题。欧盟为此提供375万欧元资助,总研发投入530万欧元,由列支敦士登、德国、法国、意大利、西班牙、奥地利和瑞士7个国家及14家纳米材料企业联合组成欧洲NanoHiTEC技术攻关团队。

    根据赛贝克效应,当2种不同温度的物质材料相互接触时,接触面存在电荷扩散流动,会在物质材料两端产生电压,反之亦然。纳米结构材料有助于材料表面接触,从而提高热电转换效率。

    NanoHiTEC研发团队采用目前世界上最先进的纳米技术及分析检测工具,选择环境友好型、无毒副作用、易实现工业规模化批量生产的纳米结构材料多层薄膜生产技术,最终确定热电转化效率高、性价比好和无稀缺原材料的硅-锗合金薄膜材料和碳化硼薄膜材料作为进一步的研究对象。

    研发团队开发了磁控溅射技术,可明显改进纳米结构硅-锗合金和碳化硼薄膜材料的合成,高沉积率产生高结晶度,从而实现更高密度的薄膜材料。特别是通过火花等离子烧结技术,更易获取小晶粒的纳米结构碳化硼薄膜材料。新技术显著提高了材料的热电转换效率。



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