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双置换修复镁空位，改善Mg₃(Sb,Bi)₂热电材料与器件

1 篇资料 · 1 个来源原文发布于 2026年9月22日

先了解这件事

物理所团队利用原位反应释放活性镁，再由扩散修补Mg₃(Sb,Bi)₂晶格和晶界的镁空位，改善载流子输运。报道同时给出发电与制冷器件结果，为低成本热电材料开发提供依据；效率和功率密度对应指定模块与温差。

AI 根据完整正文整理；具体条件和来源见下方。

引入Fe₂O₃、TiO₂或ZrO₂等氧化物，通过固态双置换反应产生可扩散的镁。中子衍射支持空位减少，材料电导率约增至原来的两倍。

8对发电模块在315 K温差下取得11.7%的转换效率，功率密度为1.0 W/cm²。应把温差、模块结构和输出指标一起理解。

制冷器件在200–373 K温区进行测试，热端303 K时最大制冷温差为67.8 K，报道逾10,000小时服役后性能无衰减。这不是发电模块的另一组效率指标。

本站备课建议

可用于热力学能量转化讨论：让学生区分发电器件的转换效率与制冷器件的最大温差，并说明效率不等于输出功率。微观缺陷机制作为阅读背景即可。

原文、装置图及附件在来源网站查看。

2026年9月22日 · 中科院物理所科研动态

物理所团队用微量金属氧化物触发原位双置换，释放活性镁并通过扩散填补晶格和晶界空位，中子衍射支持空位减少。8对发电模块在315 K温差下获得11.7%转换效率和1.0 W cm⁻²功率密度，制冷结果使用另一器件和测试条件，应分开比较。