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[材料资讯] 葛振华教授团队在硫属化合物热电材料方面取得重要进展

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发表于 2021-6-19 21:30:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
近日,材料科学与工程学院葛振华教授在硫属化合物热电材料方面取得重要进展,相关工作以题为Realizing High Thermoelectric Performance in Earth-Abundant Bi2S3Bulk Materials via Halogen Acid Modulation发表在《Advanced Functional Materials》(中科院双一区Top期刊)上。昆明理工大学为第一作者单位,葛振华教授,冯晶教授等为论文的通讯作者,葛振华教授指导的博士研究生郭俊为论文第一作者。

热电材料

热电材料
        热电材料能够实现废热与电能的直接相互转化,有利于回收废热中的能量实现能源的再利用。硫化铋基热电材料以其低成本,低毒,环境友好的特点,一直以来作为一种具有前景的中温区热电材料而广受关注。本文通过水热法利用卤族酸对硫化铋进行卤素调制掺杂,结果表明卤族酸中,HCl能显著优化硫化铋的电传输性能,同时由于粉末中片状结构的存在,烧结后块体中存在大量的位错等缺陷,导致其最终热导率较低。结合优化的电传输性能和较低的热导率,在673 K时其热电优值接近0.8,与商业应用的碲化铋材料接近。同时其热电转换效率首次报道为2.3%。该材料优异的热电性能为低成本、低毒的硫化铋材料提供了潜在的应用前景。
       论文链接: https://doi.org/10.1002/adfm.202102838
       同时,在高熵硫属化合物热电材料领域也取得进展,相关工作发表在《Materials Today Physics》(中科院双一区Top期刊)上,题为Ultralow thermal conductivity and improved ZT of CuInTe2 by high-entropy structure design。葛振华教授与宁波材料所蒋俊研究员联合培养的硕士研究生蔡剑锋为论文第一作者。葛振华教授和蒋俊研究员为论文通讯作者。

热电材料

热电材料
       高熵合金设计思想已经对许多材料领域产生了重要影响。高熵结构可提升体系的固溶度极限,有利于形成均一的稳定相,这一特点对热电材料具有重要意义。然而高熵结构标志着体系有序度的下降,由此导致的电导率和热导率的同时减小是高熵热电材料结构设计的主要矛盾。本文通过设计高熵结构主动降低CuInTe2材料的晶格热导率,并且基于原子局域成键分析,发现设计高熵结构热电化合物时应尽量减小对能带结构的影响。合成的七组元高熵化合物热电性能较基体提升50%,同时所设计的高熵化合物具有更加优良的热稳定性以及显著改善的力学性能,这对于高温恶劣环境下热电材料服役具有十分巨大的意义。
       论文链接: https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2021.100394
       上述成果得到了国家自然科学基金项目和云南省基础研究计划项目的资助。


       文章来源:昆明理工大学
        冯晶,男,1984年10月生,陕西省榆林市人,工学博士,昆明理工大学材料科学与工程学院教授,2015 年青年人才入选者,昆明理工大学重点引进人才。2012 年10 月-2015 年1 月,在哈佛大学从事博士后研究,任哈佛大学应用科学与工程学院副研究员。与合作导师美国工程院院士哈佛大学David R Clarke 教授共同研究开发新一代高温铁弹性低导热材料及高温超晶格能源转换材料,在理论设计及高温相变机理科学方面取得了较大突破,同时在光弹材料及各向异性力学领域获得了国际性地位,相关研究成果发表于材料学国际顶级期刊Acta Mater,Physic Review,Appl PhysLett 等。目前已在国际知名杂志发表100余篇研究论文,其中以第一作者(或通讯作者)被SCI 检索逾50 篇,研究论文目前已被引用900余次,科研评价H 指数17。撰写国际著名出版社CRC Press 专著1 章,国际邀请综述1 篇,担任一份SCI 检索杂志客座主编,目前为三十余份国际著名期刊的审稿专家,已为国际期刊审稿500余篇次。获批国家发明专利14项(其中6 项排名第一),其中9项进入Derwent 世界专利数据库。2008 年获教育部主办的“全国博士生学术论坛电介质计算与模拟”学术会议 “最佳组织奖”;2009 年在人民大会堂获得由国家领导人亲自颁发的全国百名“中国青少年科技创新奖”,2011 年获第十四届“中俄双边新材料新工艺会议”最佳论文奖,2012 年获“全国博士生论坛”最佳论文奖。2014 年获得国际知名期刊“Physica B”颁发的“优秀审稿科学家”奖,相关事迹被多个重要媒体报道包括中央新闻联播,人民日报,中国青年报,人民网,新华网等连续报道。
       葛振华,男,昆明理工大学教授。新疆兵团奎屯人,2013年1月在北京科技大学获得材料科学与工程专业工学博士学位,2013年2月-2014年7月在美国南佛罗里达大学物理系从事博士后研究,2014年7月至2015年6月在南方科技大学物理系从事博士后研究,2015年7月昆明理工大学第四层次人才引进,进入材料科学与工程学院工作。2016年8月破格晋升为教授。截止目前,在JACS, Materials today, Adv. Energy Mater. ChemComm, J Mater Chem, Cryst. Growth Des. APL等期刊发表SCI收录论文50余篇,总影响因子超过240,论文被引次数600余次,H影响因子14。获授权国家发明专利10余项。

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