新模型揭秘热电究竟如何发生直接转换

温差电材料发现于19世纪，它们能够在加热时产生小型电流。但要加强这种小型电流使之达到现代科技的要求却困扰了科学家们近几十年。

而今，科学界有了突破性进展，苏黎世联邦理工学院量子光学研究小组制造了关键性模型，加深了对“温差电材料模拟器”的理解。

而这一切却是十分偶然的，苏黎世研究小组成员在忙于新实验时，适逢来自法兰西公学院以及日内瓦大学的客座教授Antoine Georges来访，并发现了“突来之喜”。

研究人员表示：“我们并没有想到，我们的实验会有如此高效的温差电反应。紧接着，他告诉我们，我们的装置让他很感兴趣，正是他苦苦研究数年想要得到的。”

Antoine Georges第二天回到实验室，告诉研究人员们，他们的实验时研究温差电学的理想之途，促成了几大高校实验室的合作。研究结果被发表于《科学》。

从热到电

热量转化为电的过程通常涉及物质燃烧，之后加热流体并带动机械涡轮运动做功产生电流。

在温差电材料领域，整个过程是通过热力发动机自然而然地发生，但效果并不理想，且就目前材料而言，热能发电机效率远远低于发电厂。

汽车制造商已经对多种回收系统进行了检测，从废气中获得能量，节省3%到5%的能源使用。

其它消费类用途也有通过体热来对手机以及手表充电。一种高效的温差电材料可以成为获得可再生能源的主要途径，因为热量通常是通过人体活动来消耗的。

苏黎世大学的温差电材料模拟器置于真空罩中，被附上锂原子气体。使用激光来使气体温度下降到零下273摄氏度，在这种状态下，原子活动类似于材料中的电子。

巨大的惊喜

利用激光束捕获原子来模仿电子活动经检测证实有效。十年来，苏黎世大学量子光学研究小组的成员们致力于研究半导体以及磁体，但是，却没有想到会无心插柳。量子光学教授Tilman Esslinger表示：“我们成功模拟了高效的温差电反应，这是一个巨大的惊喜。”

尽管实验仍处于初级阶段，但实验结果对材料科学界的影响却远远超乎想象。在未来两年内，研究人员将会继续对温差电材料模拟器进行试验。