冯晶教授团队在铋系热电材料领域取得研究进展

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日，材料科学与工程学院冯晶教授团队在铋系热电材料领域取得重要研究进展，相关工作发表在Chemical Engineering Journal（IF=10.652，一区），Nano Energy（IF=16.602，一区）上，两篇文章昆明理工大学均为第一作者单位，两篇文章的第一作者分别为2018级硕士研究生朱钰可，和2018级博士研究生郭俊。葛振华教授，冯晶教授为论文的通讯作者。
       碲化铋基热电材料方面。研究通过将Ru微纳米复合结构粉体添加至区熔法制备的商业碲化铋中，实现了细晶强化，大幅提升了商业碲化铋的力学性能，同时实现了多尺寸晶界对电子和声子的散射，有效提升了塞贝克系数，降低了热导率。最终在425 K取得ZT值0.93，相比纯商业样品提升了45%，并且表征了单臂n型碲化铋的热电转化效率，Ru复合样品相比纯商业样品提升了91%。相关内容以题为Simultaneous Enhancement of Thermoelectric Performance and Mechanical Properties in Bi2Te3via Ru compositing的论文发表在化工领域顶级期刊Chemical Engineering Journal上。
       硫化铋基热电材料方面。通过固相熔融法对硫化铋进行溴化铅掺杂，电传输性能得到显著优化，同时由于基底中析出了两种不同成分、不同结构的铋基纳米析出物，结合烧结过程中产生的纳米孔隙，最终得到了一个较低的热导率。结合优化的电传输性能和低的热导率，在673K时ZT值达到了0.8，与碲化铋材料接近。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。相关内容以题为High Thermoelectric Properties Realized in Earth-Abundant Bi2S3 Bulk viaCarrier Modulation and Multi-Nano-Precipitates Synergy发表在纳米材料和能源材料顶级期刊《Nano Energy》上。

       该项成果得到了国家自然科学基金项目资助。热电材料是能够实现电能和热能直接相互转化的新能源材料，在废热发电，半导体制冷和万物联网传感方面有广泛的应用前景。铋系热电材料是目前已经得到实际商业应用的传统热电材料，铋系热电材料方面的研究对于提升热电器件效率和热电材料产业化有积极的推动作用。
       论文链接：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S1385894720325353
       论文链接： https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105227


       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。