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新型電池技術(shù)曙光！兩種液態(tài)金屬間熱電效應(yīng)首度觀測
2024年06月13日 14:02:01
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：8337
來自法國索邦大學(xué)的三名物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)，在室溫條件下實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)前所未有的壯舉——首次成功觀測到兩種液體材料之間的熱電效應(yīng)。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】科學(xué)界迎來一項(xiàng)里程碑式發(fā)現(xiàn)：來自法國索邦大學(xué)的三名物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)，在室溫條件下實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)前所未有的壯舉——首次成功觀測到兩種液體材料之間的熱電效應(yīng)。這項(xiàng)成果不僅拓寬了我們對物質(zhì)基本性質(zhì)的理解，更為未來新型電池技術(shù)的發(fā)展開辟了全新路徑。
以往，熱電效應(yīng)僅在固體物質(zhì)之間或固體與液體的界面上被觀察到，而液體間的此類現(xiàn)象一直是個(gè)未解之謎。如今，這一空白被填補(bǔ)，為熱能與電能轉(zhuǎn)換領(lǐng)域帶來了革命性的進(jìn)展。實(shí)驗(yàn)中，研究人員巧妙地利用了汞(Hg)和鎵(Ga)兩種液態(tài)金屬，通過精確控制的熱梯度環(huán)境，揭示了它們在特定條件下的熱電效應(yīng)。
在此次研究中，研究人員首先將液態(tài)汞倒進(jìn)外圓柱體內(nèi)，接著將液態(tài)鎵倒在液態(tài)汞上。鎵的密度更低，所以漂浮于汞之上。隨后，他們在外圓柱體外壁安裝了一個(gè)冷卻裝置，并在內(nèi)圓柱體內(nèi)部添加了一個(gè)加熱裝置。這導(dǎo)致鎵和汞兩種液態(tài)金屬之間出現(xiàn)溫差。接著，將一根電線插入兩種液態(tài)金屬相遇的地方，并將電線的另一端連接到一個(gè)電量測量裝置上。
當(dāng)一根電線插入這兩層液態(tài)金屬的交界面時(shí)，令人振奮的現(xiàn)象發(fā)生了：溫度梯度誘導(dǎo)產(chǎn)生了電流，從圓柱體的熱部分循環(huán)到冷部分。并且值得注意的是，這一過程在多個(gè)位置重復(fù)得到驗(yàn)證，顯示出效應(yīng)的穩(wěn)定性和可復(fù)制性。他們還發(fā)現(xiàn)，在兩種液體的交界處，有些地方并未產(chǎn)生電流，這與固體之間的熱電效應(yīng)不同。
此項(xiàng)開創(chuàng)性研究的詳細(xì)內(nèi)容已發(fā)表在6月10日的《美國國家科學(xué)院院刊》上，不僅為熱電材料科學(xué)領(lǐng)域增添了新的篇章，也為開發(fā)高效、創(chuàng)新的能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，如新型液態(tài)金屬電池，提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用的可能。隨著全球?qū)沙掷m(xù)能源解決方案的需求日益增長，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)無疑為未來的綠色科技產(chǎn)業(yè)注入了強(qiáng)大的推動(dòng)力。
(資料來源：科技日報(bào))
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