350℃常压下也具备商用性能…将废热转化为电能的高性能热电材料问世[读懂科学]

by Kim Jonghwa

Published 31 Mar.2026 12:00(KST)

韩国化学研究院实现基于硒化银的 zT 0.927…有望用于数据中心与可穿戴设备电源

无需高温高压工艺也能将工业废热转化为电能、具备商用级性能的高密度热电材料已经开发成功。由于其应用范围广泛，从数据中心热管理到可穿戴医疗保健传感器电源皆可使用，因此被视为下一代能源回收技术而备受关注。

韩国化学研究院表示，由Park Younghun博士研究团队开发出一种在约350℃的相对低温和常压条件下即可制备的、以硒化银（Ag₂Se）为基础的环保高性能热电材料，该消息于30日公布。

环保且经济的“银硒化物（Ag2Se1.2）热电材料”低温、常压大规模制备技术。研究团队提供

热电材料是一类能够在热与电之间实现相互转换的材料，被视为电子设备冷却和工业废热发电领域的核心技术。目前已经实现商业化的材料以碲化铋（Bi₂Te₃）系列为代表，但其使用稀有元素、制造成本高且具有毒性等问题一直被指为主要局限。

研究团队先通过水溶液工艺合成硒化银纳米颗粒，随后设计了在其中额外加入硒的新组成（Ag₂Se₁.₂）。在热处理过程中，硒在较低温度下转变为液态，填充颗粒之间的空隙并形成致密结构。其原理与所谓的液相烧结相似，但被研究团队在低温和常压条件下实现。

热电材料应用案例。研究团队提供

这种结构能够提高电导率、降低热导率，从而最大化发电效率。实际开发出的n型材料在393K（约120℃）下的热电优值（zT）达到0.927，已经接近现有商用n型材料约1.0的水平。

其力学强度也大幅提升。与现有材料相比，抗压强度和弹性模量提高到2倍以上，从而扩大了复杂结构热电模块以及定制化产品的制造可能性。

尤其值得一提的是，无需像以往那样采用最高可达1000℃的高温工艺，或数百兆帕（MPa）级别的高压烧结设备，仅通过350℃热处理就能实现高密度结构，因此有望简化工艺并降低制造成本。

该项技术可应用于工厂废热、车辆尾气、数据中心、太阳能发电系统等场景，将原本被浪费的热量回收并转化为电力的小型发电系统。从长期来看，其作为可穿戴物联网设备和医疗保健传感器的辅助电源也具有巨大应用潜力。

这一研究成果已发表于材料领域国际学术期刊《Advanced Composites and Hybrid Materials》1月刊。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。