哈工大，再发Science！ – 质料牛

 1.【导读】

热电界面质料（TEiMs）是哈工大热电发机电睁开的紧张组成部份。艰深热电界面质料运用纯金属或者二元合金，再发e质但存在功能晃动性下场。料牛热电界面质料的哈工大老例筛选个别依赖于试错试验。此外，再发e质热电质料与热电界面质料之间的料牛高晃动性立室妄想存在很大挑战，特意是哈工大对于当初有限的金属与合金。因此，再发e质急切需要开拓一种零星的料牛高晃动性TEiMs筛选策略。

2.【下场掠影】

基于以上钻研布景，哈工大哈尔滨工业大学隋解以及教付与刘紫航教授（配合通讯作者）等人基于密度泛函实际合计的再发e质相图预料，开拓了一种实用的料牛TEiM筛选策略，为筛选发电运用中高度晃动的哈工大TEiMs提供了一种强盛而普遍适用的本领。相关钻研下场以“Screening strategy for developing thermoelectric interface materials”为题宣告在最新一期Science期刊上。再发e质

3.【中间立异点】

1. 基于密度泛函实际合计的相图预料,开拓了一种高效的TEiM筛选策略。
2. 预料MgCuSb是高功能MgAgSb合金的坚贞TEiM，实现为了9.25%的高热电转换功能。

4.【数据概览】

图1.晃动热电界面质料的筛选策略。© 2023 AAAS

（A）以MgAgSb为例的TEiM筛选策略流程图。

（B）运用OQMD数据库建树的Mg-Ag-Cu-Sb四元相图。

（C）抉择化合物与MgAgSb参考样品的室温电阻率ρ_rt以及熔点T_m比力。

图2. MgAgSb/MgCuSb复合质料的显微妄想合成。© 2023 AAAS

（A）HAADF STEM图像展现基体中存在纳米积淀物。

（B）代表性富铜纳米积淀物的淘汰STEM图像。

（C）B落选区淘汰的高分说TEM图像展现析出物与基体之间有清晰相界。

（D）三维重修展现了组成元素Mg、Ag、Cu以及Sb的扩散，表明在针状样品右下方存在富Cu地域。

（E、F）Ag以及Cu原子的空间扩散，表明Ag以及Cu在晶界以及相界均泛起富集。

（G、H）逾越相界（PB）以及晶界（GB）的成份扩散图，与 D中箭头对于应。

图3. 界面宏不雅妄想及打仗电阻率ρ_C的变更。© 2023 AAAS

（A）烧结初始以及退火12小时后Ag/MgAgSb异质结的BSE图像以及线扫。

（B）烧结初始以及退火16天后MgCuSb/MgAgSb异质结的BSE图像以及线扫。

（C）553 K 退火条件下，Ag/MgAgSb以及MgCuSb/MgAgSb异质结界面电阻率随退火光阴的变更。

图4. MgAgSb/Mg_3.2Bi_1.5Sb_0.5TE模块的发电功能及晃动性。© 2023 AAAS

（A）组装的两对于以及七对于TE模块的照片。

（B、C）两对于以及七对于模块最大能量转换功能η (B)以及最大输入功率密度P_d(C)随温差ΔT变更的函数。

（D）模块在T_h~553 K以及T_C~293 K时相对于功能η以及输入功率P的临时监测。

图5. TEiM/TE结的界面电阻率以及宏不雅妄想变更。© 2023 AAAS

（A）NiTe₂/ Bi_0.5Sb_1.5Te₃异质结。

（B）TiSb₂/ZnSb异质结。

（C）CoAl/CoSb₃异质结。

（D）CoAl/ZrCoSb异质结。

5.【下场开辟】

综上，本使掷中作者提出了一种实用的TEiM筛选策略，经由相图合计来妨碍反映产物的识别。运用这种策略，预料MgCuSb为新兴MgAgSb热电质料的坚贞TEiM。试验服从表明，MgCuSb/MgAgSb异质结展现出低打仗电阻，组装的热电模块在300 K温差下展现出高达~ 9.25%的转换功能。此外，这种TEiM筛选策略对于热电质料具备普遍适用性，突破了高效发电技术的睁开瓶颈。

原文概况：Sui, et al. Screening strategy for developing thermoelectric interface materials, Science (2023). https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg8392。

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