蓋世汽車(chē)訊 據外媒報道，夏季來(lái)臨，汽車(chē)方向盤(pán)變得滾燙下不去手，但是新型熱電材料卻可解決該問(wèn)題。由于缺乏能夠在室溫下保持高效，同時(shí)價(jià)格便宜的材料，可以直接將電能轉化成熱能，以實(shí)現冷卻和加熱功能的熱電設備的普及受到了阻礙。

（圖片來(lái)源：休斯敦大學(xué)官網(wǎng)）

但是，現在，美國休斯敦大學(xué)（the University of Houston）和麻省理工學(xué)院（the Massachusetts Institute of Technology）的研究人員報告表示，他們發(fā)現了一種新材料，該材料在室溫下的工作效率很高，而且幾乎無(wú)需價(jià)格昂貴的碲（碲是目前最先進(jìn)材料中的主要成分）。

該研究的研究人員表示，該材料能夠幫助防止電子設備、車(chē)輛和其他零部件過(guò)熱。此外，該材料非常便宜，但是性能卻與傳統的、更昂貴的材料一樣好，未來(lái)研究人員將致力于縮小該材料與傳統材料（鉍碲合金）間細微的性能差距。

熱電材料的工作原理是，利用從較熱區域流向較冷區域的熱流，而熱電冷卻模塊將根據珀爾帖效應（Peltier effect）工作，該效應描述了兩個(gè)不同導體接頭處隨著(zhù)電流方向的不同，會(huì )分別出現吸熱和放熱現象。

此外，熱電材料還可用于將發(fā)電廠(chǎng)、汽車(chē)排氣管和其他來(lái)源的余熱轉化成電能。而且據報道，許多新材料用于此類(lèi)應用，而此類(lèi)應用要求材料能夠在更高的溫度下工作。

因為熱電冷卻模塊必須在溫度更低的環(huán)境中工作，在此類(lèi)環(huán)境中，該熱電模塊的熱電轉換優(yōu)值系數ZT值比較低（該系數取決于溫度），因而熱電冷卻模塊造成了一個(gè)巨大的挑戰。優(yōu)值系數ZT值是衡量熱電材料工作效率的一個(gè)指標，熱電材料的ZT值越高越好。

盡管面臨挑戰，至少到目前為止，此類(lèi)熱電冷卻模塊還具備很大的商業(yè)潛力，部分原因在于他們能夠在更低的溫度下長(cháng)時(shí)間工作，而熱電在發(fā)電時(shí)由于高溫（氧化和熱不穩定性）會(huì )變得很復雜。

熱電冷卻市場(chǎng)正在不斷增長(cháng)，據研究人員所說(shuō)，2018年全球熱電模塊市值約為6億美元，預計到2027年將達約17億美元。

數十年來(lái)，鉍碲合金一直被認為是性能最好的熱冷卻材料，但是研究人員表示，高成本的碲限制了該材料的廣泛應用。雖然最近碲的成本有所下降，但是仍是每公斤50美元左右。相比之下，研究人員研發(fā)的新材料主要成分是鎂，而鎂的價(jià)格約為每公斤6美元。

研究人員表示，此新材料由鎂和鉍制成，以帶負電荷（n型）的形式而創(chuàng )造出來(lái)，與傳統的鉍碲材料的效率一樣。此外，該材料的成本較低，可能會(huì )擴大熱電模塊用于冷卻應用。

為了利用該新材料制成熱電模塊，研究人員將其與傳統鉍碲合金中的正電荷載流子結合，因而只需要用到目前大多數模塊中一半的碲，由于材料的成本大約是該設備成本的三分之一，因而能夠節省大量成本。此外，該新材料與大多數納米結構材料相比時(shí)，具備更好的電接觸能力。