參考譯文：
熱電學(xué)：每一小部分都是有用的
有人認(rèn)為，在發(fā)電過程中，其中大約有60%的能量在其轉(zhuǎn)化成電能時(shí)被浪費(fèi)掉。無論從消費(fèi)者的實(shí)際花費(fèi)， 還是從用化石燃料發(fā)電所引起的氣候變化的角度而言，使用能源的代價(jià)都是很高的。如果把浪費(fèi)掉的很小的一部分熱能轉(zhuǎn)換為有用的能量，這都是件好事。
美國(guó)物理學(xué)會(huì)本周在巴爾的摩舉行的例會(huì)上，密歇根州立大學(xué)的Mercouri Kanatzidis建議，把熱電轉(zhuǎn)化裝置安裝在煙囪和車輛排氣管上，從而獲得更多可用能源。
這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)研發(fā)出好多年了。如果電導(dǎo)體一段加熱，另一端不加熱，就會(huì)在電導(dǎo)體兩端產(chǎn)生少量的電壓。把兩種不同的金屬或其他非金屬電導(dǎo)體連在一起，進(jìn)行加熱，也會(huì)產(chǎn)生一定的電壓。這樣的裝置被稱為熱電偶，現(xiàn)在通常由半導(dǎo)體材料制成。這些熱電偶被廣泛用作溫度計(jì)。如果它們的造價(jià)再低一些，或效用再高一些，或同時(shí)降低造價(jià)、提高效用，就可以用它們來發(fā)電了。
Kanatzidis博士正在研發(fā)的一種新型熱電材料，可以將原本會(huì)浪費(fèi)掉的熱能中的20%轉(zhuǎn)化為電能。他目前面臨的困難是，要找到一種物質(zhì)，同時(shí)是很好的電導(dǎo)體又是熱的不良導(dǎo)體。這兩種屬性決定著熱電材料的“品質(zhì)因數(shù)”�！捌焚|(zhì)因數(shù)”是用來描述用熱電材料所制成的元器件的輸出功率的單位。Kanatzidis博士團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)就是研制出“品質(zhì)因數(shù)”更高的熱電材料。
由于固體的導(dǎo)電性能由其晶體結(jié)構(gòu)所決定，Kanatzidis博士團(tuán)隊(duì)于是實(shí)驗(yàn)新的原子晶格。具體來說，他們就是在研究一種叫做“硫系化合物”的化學(xué)品，其成分包括氧、硫、砷、碲。這些元素被認(rèn)為很適于熱電應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)能夠在阻擋熱流的同時(shí)允許電子流通過。因此，它們具有很高的“品質(zhì)因數(shù)”。Kanatzidis博士團(tuán)隊(duì)正在研究能夠使這些化合物適當(dāng)結(jié)晶的方法。
Kanatzidis博士認(rèn)為，隨著化石燃料價(jià)格上漲，即便是當(dāng)前的熱電裝置，也可以變得更經(jīng)濟(jì)實(shí)用。在美國(guó)，交通運(yùn)輸所需能源占能源消耗總量的四分之一。在機(jī)動(dòng)車排氣管上安裝小型的熱電裝置，可以節(jié)省另外10%的燃料。這部分燃料所包含的能量，在混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，通過位于發(fā)動(dòng)機(jī)上的電池充電，被部分的再次利用，成為循環(huán)能量，從而不至于在諸如剎車這樣的能量流動(dòng)過程中白白流失。同理，在發(fā)電廠的煙囪上安裝熱電裝置，就可以收集更多的能量，從而發(fā)更多的電。
熱電裝置還可以用于其他領(lǐng)域，比如太陽能電池和太陽能加熱系統(tǒng)。除此以外，還可以用在地?zé)岚l(fā)電廠和核電站。Kanatzidis博士認(rèn)為，熱電裝置可以收集發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱能，并將其轉(zhuǎn)化為其他可用能量。儉以防匱。
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