Vật liệu nhiệt điện đạt tỷ lệ chuyển đổi nhiệt thải 13%

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Queensland (QUT) đã phát triển một vật liệu nhiệt điện mới đạt hiệu suất chuyển đổi nhiệt thải thành điện năng kỷ lục trên 13%. Bằng cách pha tạp mangan vào hợp chất bạc-dồng-telluride (AgCuTe), nhóm nghiên cứu đã cải thiện cấu trúc vùng điện tử của vật liệu, dẫn đến hiệu suất nhiệt điện được nâng cao đáng kể. Thiết bị nguyên mẫu cho thấy cứ mỗi 100 đơn vị năng lượng nhiệt đầu vào, khoảng 13 đơn vị được chuyển đổi thành điện năng — một hiệu suất cao hơn đáng kể so với các vật liệu nhiệt điện thông thường, vốn chỉ chuyển đổi được vài phần trăm. Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Energy & Environmental Science, báo cáo hệ số chất lượng không chiều (ZT) cao khoảng 1,88 ở nhiệt độ 773 K đối với AgCuTe đa tinh thể pha tạp mangan, là một trong những giá trị cao nhất từng được ghi nhận cho loại vật liệu này. Sự cải thiện này được cho là nhờ sự hội tụ vùng và làm phẳng vùng hóa trị, giúp tăng hệ số công suất trong khi duy trì độ dẫn nhiệt thấp thông qua việc tăng các khuyết tật mạng tinh thể.