研究人员利用3D打印技术开发出用于发电的Cu2Se热电材料

摘要：近日，亚利桑那州立大学教授Kwon Beom-jin与蔚山国立科学技术研究所 (UNIST) 的一个研究团队达成合作，通过基于挤压的3D打印铜工艺开发了一种蜂窝热电架构，以实现高效、耐用的发电硒化物(Cu2Se) 热电材料……

aau讯（编辑 Sunshine）据外媒报道，亚利桑那州立大学教授Kwon Beom-jin与蔚山国立科学技术研究所 (UNIST) 的一个研究团队达成合作，通过基于挤压的3D打印铜工艺开发了一种蜂窝热电架构，以实现高效、耐用的发电硒化物(Cu2Se) 热电材料。

众所周知，热电发电提供了一种很有前景的废热回收方式，因为它可以将热量直接转化为电能，而不会对环境造成任何污染。热电效应是指温度差产生电势或电势产生温差的现象。

通常热电(TE) 材料用于热电系统以进行冷却或加热，并且有团队正在研究将其用作从废热中再生电力的一种方式。然而，热电材料耐久性差，容易发生结构损坏。模块中热电结构的几何设计对于确保可持续发电很重要，但不容易实现。

为此，研究人员设计了长方体热电结构的最佳纵横比，以最大限度地提高功率输出，并将其扩展到空心六角柱和具备机械刚性的蜂窝结构。

“我们的3D打印方法在经济高效地制造设计良好的TE模块方面具有巨大的应用潜力，这些模块可以轻松转移到电子和能源设备的其他领域，”该研究团队在其发表在Nature网站上的论文中表示。

研究小组表示，开发具有理想粘弹性的不含有机粘合剂的Cu2Se 3D打印墨水是一项成功，计算模拟和实验测量证明了蜂窝热电架构比其他设计具备更出色的功率输出和机械刚度，揭示了热电结构拓扑设计对更高功率和更长耐用性的重要性。

UNIST材料科学与工程教授Son Jae-sung在一份声明中说：“它可以应用于需要轻量化和耐用性的航天航空以及汽车行业。”