钨铁钒铝合金提升温差发电效率，有望应用在物联网领域

维也纳工业大学通过钨铁钒铝合金材料薄膜涂层，将温差发电的热电优值系数（ZT值）指标翻倍提升，有望在未来应用到发电、医疗、便携式电子设备、甚至物联网等领域。

温差发电是通过在热电材料两端施加温度差实现发电的一种方法。这种以热电材料为核心的热电转换技术可不依靠任何外力将“热”与“电”两种不同形态的能量直接转换，在发电、医疗、智能设备、军事、高科技等领域拥有极大的应用前景。然而，受限于过低的效率，热电技术的应用一直局限于温度测量、太空、军事、野外等少数特殊的领域。

衡量热电效率的关键性指标是热电材料的热电优值系数（ZT值），一般认为，ZT值达到或者超过4，这种技术才具有商用价值。然而，温差电技术研究从20世纪40年代研究至今，ZT值始终未能突破3。

奥地利维也纳工业大学鲍尔教授（Ernst Bauer）领衔的研究团队经过6年的研究实现了ZT值的突破。研究人员在硅芯片材料上覆盖一层由铁、钒、钨和铝元素组成的合金材料薄层，实现了高达5~6的热电优值系数，而之前最好的材料一般也只有大约2.5~2.8。相关研究成果发表在《自然》杂志上。

鲍尔介绍，这种由铁、钒、铝、钨四种元素组成的合金材料内部每种类型的原子，彼此间距离都是一样的，以立方体点阵式结构排列，形成一种相当规则的结构。然而将这种钨合金材料薄层附加到硅芯片材料上后，会发生奇妙的效果。

尽管每种原子的结构仍是立方体排列，但是不同类型原子的分布呈随机的不规则形态。这种规则和不规则的混合，使得材料的电阻很小，也就是导电性能很好；然而其不规则的晶格结构，阻碍了热力的传播。

鲍尔表示，这样的薄层的发电材料很节省空间，也很灵活，很适合作为感应器、小型电子设备的电源，将在“物联网”技术中有很大用处。“如果一个工厂需要大量感应器连接在一起（物联网的简单例子），将它们全部用电线连起来统一供电不现实。最好是这些感应器都自带小巧的热电发电设备。”

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