第172章 172兩位數的熱電優值
時間過的非常快，轉眼之間三個月就已經過去了。🐼💚 ６➈ᔕ𝐇𝕦𝓧.𝕔σ𝐌 🍫😲在這三個多月的時間裡，對於王峰來說，最大的收穫並不是他們所研究的熱電材料zt值突破了兩位數，而是他的理論已經更進一步，已經可以當做階段性成果發表了。
「王教授，這部分的成果我們真的還不能發表嗎？」劉一航有些心急地問道，這件事情不能怪他，不管是誰，能夠在這種重大成果上掛名，他的心情都不會比現在的劉一航更平靜。
「暫時還不行，雖然國內的專利我們已經申請了下來，但是國際專利還需要一點時間，不過應該很快了，你不需要慌。」王峰安慰道。
「我倒是沒有慌什麼，畢竟煮熟的鴨子還能飛了不成。」劉一航有些訕訕的笑了笑，不過話雖然是這麼說的，但是他還真擔心煮熟的鴨子飛了，畢竟這也不是什麼新鮮事兒了。
「你放心，在別的地方不敢保證，但是在我們所里，我說的話，還是能做到一口唾沫一個釘兒的。」王峰作為一個在學術界摸爬滾打了好多年的小油條，當然很清楚對方所擔心的事情。
不過這也是沒有辦法的，雖然說他也確實希望自己的論文快點發表出去，將自己的成果和大家一起分享，但是在涉及到具體利益的時候，一切的榮譽都要為了它讓步。
所以目前來說還是不可以的，如果只是涉及到自然科學的突破的話，那麼他自然是願意分享的。畢竟這種關係到全人類的事業，並不會涉及到什麼具體的利益。
但是這裡面涉及到了具體的成果，在還沒有轉化成專利之前，他是不可能把它發表出去的，這不僅僅涉及到了真金白銀的科研投入，還會涉及到未來的利益分配問題，在這種事情上，任何可能的麻煩都會被無限放大，甚至上升到國家的高度。
在這種事情上，不管多么小心都不為過，畢竟它所涉及到的利益到底有多大，這件事情，甚至一個經濟學諾貝爾獎的得主都沒有辦法計算出來，需要一個龐大的團隊才行。
舉一個最簡單的例子就能明白了：
傳統上，發動機在給汽車提供動力的時候會散發出相當多的熱量，假如我們可以像用發電站發出的熱量獲得電能那樣利用發動機的這部分熱量，又會是什麼樣的情況呢？隨著熱電材料的不斷改進，這種節能方案可能會被大範圍應用。
到時候我們可以用這些散失的熱量去給汽車的用電設備供電，你可以用這些電能來給汽車的電瓶充電，甚至如果轉化率再高一些，我們可以直接用這些熱能來給電動機供電，把它更多的轉化成動能。
目前傳統的汽車發動機的轉化效率只有30%而已，其他的熱量都會被當成是廢棄熱量散發出去，如果能把這些熱量中的一部分利用起來，哪怕僅僅是10%，這也意味著我們的車載空調可以換上更大功率的設備了，而且還不會影響汽車的動力。
不過這個難度非常大，科學家們在過去的60多年裡研究了許多材料，探究它們的熱電勢規律，還有將熱量轉化為電能的效率。但到目前為止，大多數材料的能量轉化效率都很低，無法實現大範圍應用。
可以這麼說，目前的材料熱電優值都沒有辦法突破3這個數值，大部分都在2徘徊。當然，這裡指的是常規條件下的情況，在其他條件下，還是有辦法的，比如說最近的突破就是在強磁場作用下做到的，其實在兩年前就已經有人做到了，現在只不過是在炒冷飯而已。
2018年麻省理工學院，也就是他母校的物理學家們發現了一種可以顯著提高材料熱電轉化能力的方法，並且在《Science Advances》雜誌上發表了這種理論方法。
他們用這種方法製作了新的材料，經測試其熱電效率是目前最好的熱電材料的五倍，並且理論上能夠轉換兩倍的能量，當然，只是理論上。
麻省理工學院電子研究實驗室的布賴恩斯金納(BrianSkinner)博士後表示：「如果這種材料的性能完全符合我們預期，那麼現在許多低效率的事情以後做起來就會更有效率。人們可能會在自己的汽車裡發現，有一些小的熱電回收裝置把汽車引擎釋放出的餘熱帶走，然後利用這部分能量來給電池充電。這些裝置也可以放在發電廠周圍，這樣以前被核反應堆或燃煤電廠浪費掉的熱量就能夠被回收到電網中。」
這是一個非常美好的願望，也算是給投資人畫的大餅，雖然看起來很美好，但是卻很難吃到。
除非是他們能夠將轉化的條件，變得簡單一些。比如說把強磁場的條件降低為一般的，普通設備也能達到的磁場條件，甚至是永磁體就能達到的條件。
材料的電子在溫差條件下的行為決定了材料利用熱量產生電能的效率。當熱電材料的一側被加熱時，材料內部會激發電子，並且電子會從熱邊躍出，在冷邊積累。這些電子積累可以在材料冷熱兩邊產生一個可測量的電壓。
到目前為止已經被研究過的材料產生的熱電能量都很少，部分原因是電子很難被熱激發。在大多數材料中，電子存在於特定的能帶或能量範圍內。每個帶之間都有一個間隙，這是一個很小的不能存在電子的能量範圍。給電子注入足夠的能量來跨越帶隙，並使電子在物質上進行物理遷移，是極具挑戰性的一項工作。
斯金納和梁富決定研究一種稱為拓撲半金屬的材料的熱電勢。拓撲半金屬與半導體和絕緣體等大多數其他固體材料不同，這類材料的獨特之處在於它們具有零帶隙。這是一種能使電子在加熱時很容易躍遷到更高能帶的能量結構。
科學家們通常認為拓撲半金屬是在實驗室中合成的一種較新的材料，但是不會產生很大的熱電能量。當拓撲半金屬材料在一邊受熱時，電子就會充滿能量，並在另一端積聚。但是當這些帶負電的電子跳躍到更高的能帶時，它們留下了所謂的「空穴」：正電荷的粒子也堆積在材料的冷邊，抵消了電子的作用，導致最終產生的能量很少。
簡單來說就是正負相抵消了，這就很尷尬了。
(本章完)