北海道大学设计夹层结构提升电子扩散能力 热电转化效率翻番

新能源汽车讯 据外媒报道，日本北海道大学（Hokkaido University）的研究人员与其他日本、中国台湾地区的研究人员开展研究合作，大幅收窄电子移动的扩散能力，从而使该材料废热发电的转化率（热电转换率）翻了两倍多。

石油燃油的能量损耗通常在60%以上，为解决该问题，可利用热电能量转换（温差电能量转换技术，thermoelectric energy conversion）将废热转化为电能。然而，提升热电转换率的难度不小。

当存在温差时，热电材料可将热能转化为电能，即所谓的塞贝克效应（Seebeck effect）。科研人员一直在探索新方式，将电子限定在窄隙（narrow space）内，从而提升热电转化率。

2007年，研发人员打造了一种人工超晶格（artificial superlattice）结构，超薄导电层位于两个厚绝缘层之间，类似于三明治结构。研究人员预计，该结构可使热电转换率的性能大幅提升。电子的德布罗意物质波波长较长，这意味着电子扩散能力越强。若该类电子被限制在狭窄的导电层内，就能提升热电转化率。然而，该理论尚未获得实验的论证。

该研究团队由日本北海道大学的Hiromichi Ohta牵头，他设计了一款超晶格结构，相较于之前的试验，其将电子的扩散率提升了30%，这意味着所需的电压较高，热电转化率翻了一倍多。（本文图片选自greencarcongress.com）