钨铁钒铝合金提升温差发电效率，有望应用在物联网领域

钨铁钒铝合金提升温差发电效率，有望应用在物联网领域

维也纳工业大学研究团队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）提升至5~6，这一突破性进展有望在未来应用于发电、医疗、便携式电子设备以及物联网等领域。

温差发电是一种通过在热电材料两端施加温度差实现发电的技术。这种以热电材料为核心的热电转换技术，能够在不依赖任何外力的情况下，直接将“热”与“电”两种不同形态的能量进行转换。在发电、医疗、智能设备、军事、高科技等领域，热电转换技术展现出巨大的应用潜力。然而，由于效率过低，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值达到或超过4时，这种技术才具有商用价值。尽管温差电技术的研究始于20世纪40年代，但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，终于实现了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，成功将热电优值系数提升至56，而之前最好的材料一般也只有大约2.52.8。相关研究成果发表在《自然》杂志上。

鲍尔教授介绍，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的距离都保持一致，以立方体点阵式结构排列，形成一种相当规则的结构。然而，当这种钨合金材料薄层被附加到硅芯片材料上后，会出现一种奇妙的效果：尽管每种原子仍保持立方体排列，但不同类型原子的分布却呈现出随机的不规则形态。这种规则与不规则的混合，使得材料的电阻很小，导电性能优异；同时，其不规则的晶格结构又有效阻碍了热力的传播。

鲍尔教授表示，这种薄层发电材料具有节省空间、灵活的特点，非常适合用作感应器、小型电子设备的电源，在“物联网”技术中将有广泛的应用前景。“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。”

这项突破性研究不仅展示了新材料在能源转换领域的巨大潜力，也为未来科技发展开辟了新的可能性。