物理与材料科学学院郭凯教授课题组发现新的具有优异本征热电性能的正交结构Zintl相化合物：NaCdSb

近日，物理与材料科学学院郭凯教授、上海大学骆军教授与北京航空航天大学赵立东教授等合作，报道了一种具有优异热电性能的1-1-1型Zintl相热电材料NaCdSb。相关成果以“NaCdSb: An Orthorhombic Zintl Phase with Exceptional Intrinsic Thermoelectric Performance”为题，发表于Angewandte Chemie International Edition。

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研究背景

随着社会和经济的不断发展，日益增长的能源需求和环境问题促使人们愈发关注可再生能源的利用与发展。基于热电材料的绿色热电转换技术能够实现电能与热能的直接转化，在余热发电和固态制冷方面具有广阔的应用前景，对于当前的能源发展具有重要意义。而用热电材料制作的热电器件具有无转动部件、无污染、无噪声、可靠性高、易于维护等优点。

1930年，德国化学家Edward Zintl和Wilhelm Klemm发现了一类具有丰富化学键和结构特征的极性金属间化合物——Zintl相化合物。这类化合物具有独特的阴离子框架以及弱束缚的阳离子，展现出“电子晶体-声子玻璃”的理想热电材料特征。

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研究内容

基于上述研究，该团队报道了一种具有优异热电性能的1-1-1型Zintl相热电材料NaCdSb。该化合物为正交结构，阳离子Na被之字形和扭曲四元环的CdSb阴离子网络包围，在673 K时未经优化的NaCdSb本征热电优值可达1.3。热电仿真结果表明由p型NaCdSb与n型Mg3.2Sb1.5Bi0.49Te0.01构成的器件的最大功率与p型Mg3Sb2与n型MgAgSb组成的器件的功率相当。综上，NaCdSb是一种极具潜力的Zintl相热电材料。

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研究相关

Angewandte Chemie是德国化学学会于1962年创办的学术期刊，是化学类知名国际学术期刊之一。该工作的合作者还包括广州大学潘书生教授、上海大学杨炯教授和张继业教授、中科院上海硅酸盐研究所程国峰研究员等。郭凯教授长期致力于热电材料与器件的研究，自2021年6月加入广州大学以来，以第一/通讯作者在Angewandte Chemie, Materials Today Physics, Chemical Engineering Journal (2), ACS Applied Materials & Interfaces, Small Science等期刊发表SCI论文10篇。

文章来源

NaCdSb: An Orthorhombic Zintl Phase with Exceptional Intrinsic Thermoelectric Performance

Kai Guo, Yuting Zhang, Song Yuan, Qinghang Tang, Chen Lin, Pengfei Luo, Jiong Yang, Shusheng Pan, Li-Dong Zhao, Guofeng Cheng, Jiye Zhang, Jun Luo

Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202212515

转自：“广大科研”微信公众号

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