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获奖编号:
获奖名称: 几类典型热电材料的高性能化及其微观结构调控机理
获奖名称英文:
登记人:
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开始日期:
结束日期:
获奖题目:
获奖题目英文:
成果介绍英文:
主要完成人: 陈立东
主要完成人英文:
完成单位:
完成单位英文:
获奖类别: 上海市自然科学一等奖
获奖等级:
获奖时间: 2012
授奖部门: 上海市人民政府
成果介绍:

  热电转换材料在工业余废热发电和特种电源等领域具有广泛应用前景,高性能热电材料研究是国际新能源材料领域的前沿。该项目针对三维笼状和层状化合物、氧化物等典型热电材料体系,提出了通过多层次微观结构设计,引入电子与声子输运的选择性散射机制与散射单元、提高热电材料性能的创新思路,实现了一系列材料体系热电性能的大幅提升。主要创新点有: 

  围绕方钴矿(CoSb3)基三维笼状结构热电化合物,揭示了晶格空洞杂质原子填充机理,发现了填充化合物稳定存在的电负性选择规则,预测并发现了多种性能优异的新型填充方钴矿化合物;发现了宽频声子散射效应并基于此提出了最优化异种原子组合原则;提出了电输运性能的优化原则。基于以上发现,提出了高性能多原子填充热电材料的设计原理,从超过百种的多原子组合中筛选出最优组合,热电优值从单填1.1提升到多填1.7,为块体材料最高值。 

  提出了利用纳米分散相强化声子散射降低晶格热导率的思想,建立了纳米复合材料原位氧化制备新方法;发展了Bi2Te3基层状热电材料和氧化物等织构化和微米/纳米复合材料的制备新方法。纳米和微米尺度的微结构有效降低了晶格热导率,不同材料体系热电性能均获得明显提升。 

  20篇论文他引652次,8篇代表性论文他引347次,单篇最高73次。本项目提出的笼状化合物中晶格空洞杂质原子填充机理和宽频声子散射效应引领了新型笼状热电化合物的研究;复合材料制备新技术和高性能热电材料加速了汽车尾气热电发电和特种电源等技术研发。 

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