최근, 액체 이온의 도자기의 상하이 연구소, 중국 과학원 과학 부교수 추 펑 페이, 연구원 역사 견권, 첸 Lidong 교수 노스 웨스턴 대학, G. 제프리 스나이더, 기센 대학의 교수, 독일의 위르겐 Janek 다른 협력 유형에 대한 심층적 인 분석 열전 재료는 밖으로 이동할 수 있습니다 현장 작업기구 아래 영동 침전, 이론적 및 실험적 한계 기준치와 함께 열역학적으로 안정한 "기반 액체 '이온이 물질 침전 수 제안하고,이 기초 기술 및 특성화 방법의 실험을 제안 대응 '이온 차단 - 전자 전도'의 도입 인터페이스는 상당히 강한 전기장에 따라 서비스의 액체와 같은 열전 재료의 안정성 또는 본 연구의 큰 온도 차이에 발표 된 액체와 같은 열전 재료 연구 결과의 실용화에 중요한을 향상시킬 수 있습니다. "자연 - 통신"잡지 (자연 통신, DOI는 : 10.1038 / s41467-018-05248-8), 독립적 인 연구 팀은 1337- (32 권, 2017 "무기 재료의 저널"장비와 측정 결과의 일부 잡지에 게재 된 설정 1344), 중국 특허 출원.
베크 (제벡) 반도체 재료와 직접적으로 서로 전기 에너지로 달성 펠티에 (펠티에) 보온 효과, 자동차 및 산업용 배기열 열병합 분야 등에서 중요한 넓은 응용 전망을 갖고 이용한 열전 에너지 변환 기술. 그러나, 제한된 장거리 질서 구조, 결정 성 화합물 하한치 (최소 격자 열 전도도)의 종래의 열전 재료의 격자 열 전도도가에서 병목 현상이 연속 최적화 공간의 열전 특성을 제한 2012 첸 Lidong 기록 열전 팀 빠른 이온 고체 유리 또는 결정의 격자 열 전도도를 통해 고장이 열전도율 및 열전 성능 최적화를 감소시키기 위해 고형 물질 '기반 액체'특성을 도입 제안했다 ... 새로운 고성능 기능 (ZT~2.0@1000 K) 기반 열전 재료 액체 시스템 (NAT 이잖아요 2012 교수실 이잖아요 2013 & 2014 & - 재료에 대한 제한은 다음 큰 클래스의 크리스탈 전자 포논 액체 '발견 2015 및 2017 Energ. 싸다. 과학. 2014 및 2017 npj 아시아 교인. 2015 등)는, 최근의 포커스 방향 아트 열전 재료가되고있다. 그러나, 이러한 클래스 액체 열 재료 (예를 들면, CU2-δSe, Ag9GaSe6, Zn4Sb3 등)들은 실제 적용을 제한 서비스의 안정성이 부족 쉽게 다른 전기장 또는 온도에서 침전 된 금속 양이온의 장거리 이동의 "액체 형"특성을 갖는. 따라서 함으로써 이들 서비스의 열전 재료에 적용되는 새로운 고성능 액체의 주요 클래스의 안정성을 증가하고, 이온 영동 물리적 메커니즘 액체 형 열전 재료를 연구함으로써.
팀은 외부 필드, 장거리 이동과 생성 이온 농도 구배 배향 타단에 일단 샘플로부터 금속 양이온 (예를 들면, (Cu),은 (Ag), 아연) 계 액체 열전 재료를 발견 하였다. 그러나, 고농도 만 금속으로 양이온 성 화학 포텐셜이 대응하는 금속 원소의 화학 포텐셜 이상이면, 금속 양이온이 금속 원소로 석출되어 물질의 분해를 일으키기 때문에, 열역학적 안정성의 한계가 있고, 재료가이 한계, 이온이 침전을 초과 한 재료의 분해가 발생한다. 그렇지 않으면, 액체 형 열전 재료는 종래의 열전 성 화합물의 안정성과 유사 외부 필드의 우수한 열전 특성을 유지할 수 있도록 동작은 충분히 강하다. 기반 전기 화학식 도출이 그룹은 재료의 특정 열역학적 한계 값 분해를 통해 발생에 견딜 수있는 (즉, 임계 전압)의 최대인가 전압을 부여 할 수 있음을 발견 하였다. 임계 전압만을 소재 특성 파라미터의 크기에 무관 화학적 조성물 및 재료 자체와 환경 온도.
실험에서 열역학적으로 안정한 액체 한도 계 열전 재료의 존재를 증명하기 위해, 팀 상대 저항 상대 제벡를 사용하여, 각각 자율적 정량적 특성 구 기반 액체 열전 재료의 일정한 온도 환경에서 서비스의 안정성과 소정의 온도차에 대한 환경을 설정 삭제 함께 평가 파라미터, 상온에서 연속 측정 CU2-δ의 시리즈 (S, SE) 0.02-0.12V 징 값들 액체 계 열전 재료의 임계 전압. 또는 δ의 Cu의 증가량 등의 변동 계수 주변 온도가 증가 CU2-δ (S, SE) 서서히 금속 양이온의 "액체 형"특성을 갖는 물질을 보였다 석출하기가 더 어렵다 한 이론적 인 예측과 그 값을 증가시키는 재료의 임계 전압에서.에 소정 온도차 , CU2-δ (S, Se로)가 물질의 임계 전압은 또한 물질의 내부 열 흐름 방향에 관한 것이다. 현재의 방향으로의 열 흐름의 방향이 금속 양이온 물질이 침전 할 가능성이 있음을 나타내는 작은 문턱 전압을 갖는 동일 재료 인 경우. 반대로 , 물질은 향상된 문턱 전압, 물질의 안정성에 상당한 증가를 열 흐름의 현재의 방향과 반대 방향을 갖는 경우.
인터페이스 액체 형 열전 재료에 효과적으로 금속 양이온 및 증가 기반 액체 "액체형"특성 침전을 억제 할 수있다 - 이온 영동 침전기구를 더 이해에 기초하여, 팀은 도입 '전자 전도 이온 차단'제안 '이온 차단 - 전도 전자를'없는 금속 양이온 인 열전 재료의 안정성 - 배리어 공유 열전 재료 세그먼트 기반 액체 계면에서 계면 역할 필드를 통해 '는 전도 전자 이온 차단'될 결과적으로 강한 전계 하에서 또는 온도차가 큰 상태에서 전체적으로 안정한 상태를 유지할 수있는 반면, '이온 장벽 - 전자 전도'계면은 전자 / 정공의 자유로운 전달에 영향을주지 않으므로 다단계 물질이 높게 얻어진다. 서비스 안정성과 동시에, 본질적인 우수한 열전 성능이 유지 될 것입니다.이 전략은 도전성 탄소 층으로 연결된 다중 세그먼트 Cu1.97S 재료에서 성공적으로 검증되었습니다.이 작업은 액체와 같은 열전 재료의 실용적인 응용을 제공 할뿐만 아니라, 이 가능성은 다른 전자 / 이온 혼합 도체의 서비스 안정성을 향상시키기위한 새로운 아이디어를 제공합니다.
일 주요 국가 연구 개발 사업, 중국 국가 자연 과학 재단, 중국 과학원 과학 혁신 추진 협회 및 기타 청소년 자금을 지원했다.
작업 환경 (a) 액체 계 열전 재료, 고전류 효과 열전 재료에서 액상의 일반 카테고리 (b)와 '이온 차단 - 전도 전자'(c) 상기 열전 재료의 단면을 기반 액체 금속 계면의 Cu 석출물
액상 열전 재료의 이온 이동 및 침전을위한 물리 및 화학 공정
(A) 임계 전류와 상이한 길이 Cu1.97S 샘플의 임계 전압 (c) Cu1.97S 샘플에 소정의 온도 차이의 임계 전류, ((b) 임계 전압 다른 CU2-DS 샘플 화학량 론을 갖는 d) Cu1.97S의 서로 다른 온도차 및 열 흐름 방향의 임계 전압
'이온 장벽 - 전자 전도'계면 (a, b)을 이용한 서비스 안정성 향상의 원리, (c) 일정 온도 환경, (d) 주어진 온도차 환경에서의 실험 결과
