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中科院工程熱物理研究所在微納材料熱電性能測量研究方面取得進展
2022年07月18日 13:27:15
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：4703
近日，中國科學院工程熱物理研究所儲能研發中心在微納材料的熱電性能表征方法方面取得進展，為微納材料熱電參數的精確測量和一體化原位表征提供了研究思路。
【化工儀器網 項目成果】熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉換的功能材料。利用自然界溫差和工業廢熱均可用于熱電發電，它能利用自然界存在的非污染能源，具有良好的綜合社會效益。尤其是對遙遠的太空探測器來說，放射性同位素供熱的熱電發電器是唯一的供電系統。目前已被成功的應用于美國宇航局發射的“旅行者一號”和“伽利略火星探測器”等宇航器上。隨著空間探索興趣的增加、應用物理學的進展以及新能源需求增加，進行新型熱電材料的研究具有很強的現實意義。
近日，中國科學院工程熱物理研究所儲能研發中心在微納材料的熱電性能表征方法方面取得進展，為微納材料熱電參數的精確測量和一體化原位表征提供了研究思路。 研究人員綜述了現有的微納材料熱參數和電參數測量方法的適用范圍、優缺點以及升級改造為原位綜合測量面臨的挑戰。同時總結了現有微納材料熱電性能綜合測量方法的難點及發展趨勢，并提出適用于一維納米管和二維薄膜材料熱電性能原位直接一體表征方法的策略：1、對于傳統3ω-T型方法，需在原有的基礎上增加測量電極，使用四探針法測量電導率，結合3ω法測量熱導率，從而實現熱電參數的高精度綜合測量。2、對于懸浮式微器件，通過優化電極結構和懸浮處理，可以綜合測量納米線和薄膜的熱電參數。值得注意的是，在測量微/納米結構時需要考慮樣品轉移的困難。3、結合光學和微電極方法可以對熱電參數進行綜合測量。用光學法測量薄膜的面內熱導率和微電極測量薄膜的電導率，通過在薄膜表面形成溫差可以測量塞貝克電壓，進而實現薄膜面內熱電參數的測量。4、熱探頭與電探針相結合也可以實現一體化測量。通過熱探針和電探針同時測量樣品的熱導率和塞貝克系數，結合外部電路測量電導率。該方法可實現樣品法向熱電參數的測量。
相關論文Progress in measurement of thermoelectric properties of micro/nano thermoelectric materials: A critical review在線發表在Nano Energy上。
參考來源：中科院工程熱物理研究所
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