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重磅发现!找到将热量转化为电能的新方法

我想在昨天分享的原始Boco公园

一个国际科学家团队已经找到了捕获热量并将其转化为电能的方法。这项发现发表在期刊《科学进步》上,它利用热量在车辆排气,星际空间探测器和工业过程方面产生更有效的能量。俄亥俄州立大学机械和航空工程学教授,俄亥俄州着名纳米技术学者约瑟夫赫里曼斯说:“由于这一发现,我们今天应该能够从热中回收。其中产生了更多的电力。/p>

直到现在,没有人认为这是可能的。该发现基于称为准粒子的微小粒子,这些粒子不是真正的磁铁,但带有一定的磁通量。这很重要,因为磁体在加热时会失去磁力,并成为所谓的顺磁性。磁通量(科学家将其称为“自旋”)会产生一种称为磁振子的能量,会拖曳热电能量。在此发现之前,该能量不能用于在室温下收集能量。传统观点认为,如果存在准磁铁,则不会发生加热。但是发现这是不正确的。该研究发现了一种设计热电半导体的新方法:将热量转化为电能的材料。

(图2说明)非弹性中子散射结果。非弹性中子散射数据S(Q,E),AFM相(A)和PM相(B至D)中的电弧,SnS在掺杂3%的Li的MnTe上获得。 (A)中可见的磁能带在PM相中转换为准磁振荡器弛豫谱。在HYSPEC处获得S(Q,E)的原子力显微镜相(E)揭示了磁振子散射的低能量特征和0.6的0.6 meV的能隙,Q=0.92ae?1。半峰全宽(FWHM)和寿命(F)通过拟合S(Q,e)(G)来确定。在450 K下收集了掺有0.3、1、3和5 at%Li的MnTe的数据:FWHM(G)和寿命(F)与Li浓度无关。图片:科学进步

在过去的20多年中,人类拥有的传统热电设备效率低下且转换得太少,因此尚未得到广泛使用,这改变了这种认识。磁体是从热量中收集能量的关键部分:当磁体的一侧被加热时,另一侧(冷侧)变得更具磁性,产生自旋,从而推动磁体中的电子并产生电能。然而,自相矛盾的是,当磁体被加热时,它们失去了大部分的磁性,从而将它们变成了准磁体:“几乎但不完全是磁体”。这意味着在这一发现之前,没有人考虑过使用顺磁性石来收集热量,因为科学家们相信顺磁性石无法收集能量。

但是,研究小组发现,准磁铁将电子推动电子的时间仅为百万分之一秒的十亿分之一,这是使准磁铁成为可行的能量收集器的非常短的时间。来自俄亥俄州立大学,北卡罗来纳州立大学和中国科学院的国际科学家团队(在该研究杂志上的作者相等)开始测试准粒子,以查看它们是否可以产生必要的旋转。研究发现,实际上,准粒子确实会产生推动电子的自旋,从而有可能收集能量。

博克花园|研究/来自俄亥俄州立大学

参考日记《科学进步》

DOI: 10.1126/sciadv.aat9461

博科园|科学,技术,科学研究,科学普及

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本文是第一作者的原创,未经授权不得复制。

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一个国际科学家团队已经找到了捕获热量并将其转化为电能的方法。这项发现发表在期刊《科学进步》上,它利用热量在车辆排气,星际空间探测器和工业过程方面产生更有效的能量。俄亥俄州立大学机械和航空工程学教授,俄亥俄州着名纳米技术学者约瑟夫赫里曼斯说:“由于这一发现,我们今天应该能够从热中回收。其中产生了更多的电力。/p>

直到现在,没有人认为这是可能的。该发现基于称为准粒子的微小粒子,这些粒子不是真正的磁铁,但带有一定的磁通量。这很重要,因为磁体在加热时会失去磁力,并成为所谓的顺磁性。磁通量(科学家将其称为“自旋”)会产生一种称为磁振子的能量,会拖曳热电能量。在此发现之前,该能量不能用于在室温下收集能量。传统观点认为,如果存在准磁铁,则不会发生加热。但是发现这是不正确的。该研究发现了一种设计热电半导体的新方法:将热量转化为电能的材料。

(图2说明)非弹性中子散射结果。非弹性中子散射数据S(Q,E),AFM相(A)和PM相(B至D)中的电弧,SnS在掺杂3%的Li的MnTe上获得。 (A)中可见的磁能带在PM相中转换为准磁振荡器弛豫谱。在HYSPEC处获得S(Q,E)的原子力显微镜相(E)揭示了磁振子散射的低能量特征和0.6的0.6 meV的能隙,Q=0.92ae?1。半峰全宽(FWHM)和寿命(F)通过拟合S(Q,e)(G)来确定。在450 K下收集了掺有0.3、1、3和5 at%Li的MnTe的数据:FWHM(G)和寿命(F)与Li浓度无关。图片:科学进步

在过去的20多年中,人类拥有的传统热电设备效率低下且转换得太少,因此尚未得到广泛使用,这改变了这种认识。磁体是从热量中收集能量的关键部分:当磁体的一侧被加热时,另一侧(冷侧)变得更具磁性,产生自旋,从而推动磁体中的电子并产生电能。然而,自相矛盾的是,当磁体被加热时,它们失去了大部分的磁性,从而将它们变成了准磁体:“几乎但不完全是磁体”。这意味着在这一发现之前,没有人考虑过使用顺磁性石来收集热量,因为科学家们相信顺磁性石无法收集能量。

但是,研究小组发现,准磁铁将电子推动电子的时间仅为百万分之一秒的十亿分之一,这是使准磁铁成为可行的能量收集器的非常短的时间。来自俄亥俄州立大学,北卡罗来纳州立大学和中国科学院的国际科学家团队(在该研究杂志上的作者相等)开始测试准粒子,以查看它们是否可以产生必要的旋转。研究发现,实际上,准粒子确实会产生推动电子的自旋,从而有可能收集能量。

博克花园|研究/来自俄亥俄州立大学

参考日记《科学进步》

DOI: 10.1126/sciadv.aat9461

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