无毒还便宜！法国科学家研发新型热电材料 生产简单且易扩产

该项研究主要通讯作者、法国研究所CRISMAT laboratory材料科学家Emmanuel Guilmeau表示，这种新型合成材料由铜、锰、锗和硫组成，它的生产过程相当简单。

财联社上海11月11日讯（编辑 黄君芝）为了有效地将热能转化为电能，来自法国的科学家团队创造出了一种具有热电特性的合成硫化物矿物。在他们的努力下，一种可以从无害原材料中轻易获得的材料，为开发安全和廉价的热电材料开辟了新前景。

根据最近发表在《Angewandte Chemie》杂志上的一项研究，一种合成铜矿物通过简单地改变其成分，获得了复杂的结构和微观结构，从而为材料所需特性奠定了基础。

该研究主要通讯作者、法国研究所CRISMAT laboratory材料科学家Emmanuel Guilmeau表示，这种新型合成材料由铜、锰、锗和硫组成，它的生产过程相当简单。

“这些粉末通过球磨进行简单的机械合金化，形成一个预结晶相，然后在600摄氏度下进行致密化。这个过程可以很容易地扩大生产规模。”他补充说。

热电材料可将热量转化为电能。这在工业过程中特别有用，因为在工业过程中，废弃热力被重新利用为有价值的电力。例如冷却电子部件（在智能手机或汽车中）。这类应用中使用的材料不仅要高效，而且要便宜，更重要的是要对健康安全。

然而，迄今为止使用的热电设备使用了昂贵和有毒的元素，如铅和碲，它们提供了最佳的转换效率。

但为了找到更安全的替代品，Emmanuel Guilmeau和他的团队已经转向天然铜基硫化物矿物的衍生物。这些矿物衍生物主要由无毒和丰富的元素组成，其中一些还具有热电特性。

现在，该团队已经成功地生产出一系列热电材料，在同一材料中显示出两种晶体结构。Guilmeau说，“我们对这个结果感到非常惊讶。通常情况下，稍微改变成分对这一类材料的结构没有什么影响。”

研究小组发现，用铜替换一小部分锰，会产生复杂的微结构，其中包含相互连接的纳米域、缺陷和相干界面，这些都会影响材料对电子和热的传输特性。

Guilmeau说，所生产的新型材料在400摄氏度（750华氏度）以下都很稳定，这个范围在大多数工业的废热温度范围内。他相信，在这一发现的基础上，可以设计出更便宜且无毒的新型热电材料，用以取代目前有缺陷的材料。