我系何佳清教授课题组在自然子刊《自然亚洲材料》杂志上发表文章
2015年09月28日 科研新闻 浏览量 :441

       6月27号我系何佳清教授课题组以南科大为第一作者和通讯单位在自然子刊《自然亚洲材料》NPG Asia Materials(影响因子9.042)上发表了题为“Strong enhancement of phonon scattering through nanoscale grains inlead sulfide thermoelectrics ”热电材料的文章。

       世界性的能源短缺和环境的污染已经成为制约经济社会发展的重要因素,因此寻找新的能源或能源的再利用对科学家来说是一项非常的紧迫的任务。热电材料就是一种环境友好的清洁能源材料,可将废热回收利用,且不需要CO2排放 (温室效应的主因)。热电材料其具有尺寸小,质量轻,不需要传动部件,工作时无噪声、无环境污染,性能可靠,使用寿命长等优点受到广泛的关注。但是热电材料的一个主要的应用瓶颈是它的热电性能–转化效率低,如达到20%的转换效率,就可以匹配柴油发电机的卡诺循环效率,将引起新的能源材料革命。

       在过去的二十年里,研究者通常在热电材料中引入纳米析出相来阻碍声子的传输,在不影响电输送特性的同时,降低热输送特性,最终获得高的热电性能。何佳清教授 课题组首次报道了一种新方法来获得上述的效果:制备具有纳米级晶粒的块体热电材料。纳米级晶粒相比于传统的纳米级析出相在制备和热稳定性方面具有明显优势。何教授课题组从宏观、微观、理论计算等方面系统地研究了纳米级晶粒对提高热电性能的机理:高致密的纳米级晶粒不仅可以有效地阻碍声子传输,而且可以抑制不同载流子在高温段的相互抵消效应,从而极大地降低了热导率。此报道为提高材料的热电性能提供重要启示,对后续的研究起到重要的指导作用。

       何佳清教授一直致力于使用透射电子显微镜等手段,研究材料的结构和性能的关联性,特别是热电材料的电子和声子输运及热学和电学性能。他与国内外一些知名大学的课题组合作成功解决了高性能热电材料制备中的一些关键技术问题。

文章链接:http://www.nature.com/am/journal/v6/n6/full/am201439a.html

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