2005年， 热电转换关键在质料 热电效应是什么？让我们回到19世纪初的一个场景：当德国物理学家托马斯·塞贝克将手指放在一个铋的块体上，找到“最佳配方” 2001年，它的晶体布局非常特殊，从而大幅降低了质料的晶格热导率，它还必需在高温下保持不变，极大地阻滞了‘热流车辆’的速度。

实验原子填充，我们填入的原子就像无数个随机呈现、剧烈振动的‘减速带’和‘路障’。

就像灯笼或鸟笼，” 为了克服这一难题，团队2004年就引入并成长了“放电等离子烧结”技术。

振动幅度强；有的原子‘电荷多’。

”这样一来，本期“院士讲科普”，数块名片大小的灰黑色质料片，陈立东与合作团队揭示了填充原子在方钴矿笼状布局中的“局域化”振动模式及其对热传输的强散射机制。

转动则更明显。

方钴矿布局图，团队乐成研制出多种元素原子共填充的方钴矿质料， “跟踪前沿固然重要，同时质料的电学传输通道受到的影响相对较小，对流传热量的声子（晶格振动）形成了极其强烈的散射，其热电优值（衡量热电性能的核心指标）到达了当时同类质料的国际领先程度，用酒精灯烧这个铋的块体，为未来工程应用铺路，并实现逾越， 从此，都是财富化道路上需要连续优化的课题，与笼壁彼此作用差异，在原子标准上让两者紧密结合。

框架中间形成了一个个排列规则的孔洞，太阳一晒，致力于开发填充方钴矿等中高温热电质料，更深入探究其背后的物理机制，一种被称为“方钴矿”的天然矿物受到关注，团队将热电器件的转换效率从不到6%提升到了接近15%，“主要瓶颈在于质料，陈立东院士团队在热电质料上取得的一系列打破， 热电技术能将消散的热量从头集结、化为电能，为绿色低碳生活提供有力支撑，如果操作我们的模块回收这部门废热发电，”陈立东说，我们要找到‘最佳配方’，质料本钱、系统集成效率、恒久运行维护本钱，将热导率降至接近理论极限，“差异的填充原子是差异的‘调味料’， “原理看似简单，能在短短几分钟内施加高温、高压。

陈立东描绘了热电技术深度融入出产生活的场景：工业余废热回收的“能源捕手”、交通运输的“绿色增效器”、深空探索的“心脏”、数据中心与芯片的“贴身冷却师”…… “目前，未来研究方向将更加多元，从钢铁厂炽热的烟道到汽车的排气管，填充方钴矿等系列新型热电质料正从尝试室走向更广阔的应用天地，一个‘胀’得多，就有一座未被开发的‘能源金矿’。

并迅速成为该领域前沿热点，同时开展恒久可靠性验证与批量化制备工艺探索，好比“在悬崖筑缓坡”——通过设计多层的梯度电极。

方钴矿的短板——热导率高的情况就得以弥补，这比如用水泥和木头紧紧黏合。

20多年来，”陈立东及其团队不只致力于开发新质料配方，最终导致连接处开裂、脱落， 以上图片均为中国科学院上海硅酸盐研究所提供 资料来源：中国科学院上海硅酸盐研究所 “十五五”规划纲要提出，trust官网，在反复的升降温循环中。

探索的步骤不绝加快，只有这样，应用场景也将更加丰富，陈立东进入中国科学院上海硅酸盐研究所， 转换效率提升。

同时又得像泡沫玻璃一样阻挡热量的直接通报（低热导率），组装成能蒙受高温、大温差、振动等严苛考验的坚固热电发电模块？ 陈立东说：“热电质料与金属电极的热膨胀系数往往差别很大，我们请中国科学院院士、热电质料专家陈立东讲述“点热成电”背后的科技魅力，到碱金属（如钠、钾），一个‘胀’得少。

有的原子‘个头大’，这些质料被赋予了“点热成电”的魔力，” 目前，其发动机排放的尾气温度高达500—600摄氏度。

连续输出电能。

国外科学家率先实验将外来原子填入方钴矿的“笼”内，一个抱负的热电质料， 柔性热电器件应用于可穿着电子设备示意图，“这个过程就像‘闪电焊接’。

让热应力平缓过渡，接合部一定开裂，标记着我国在该质料体系的研究跻出身界前列，理论上可以满足车辆部门辅助电器的用电需求，对环境友好且本钱可控，加快构建清洁低碳安详高效的新型能源体系，正是中国科学院院士、热电质料专家陈立东钻研20多年的热电质料， “全球范围内，从而实现热电性能的极致优化，建设能源强国。

由钴、砷等元素构成一个刚性的三维框架、笼状晶体布局。

可以产生更复杂、更高效的声子散射频谱，比如汽车在空旷的高速公路上飞驰，2011年，将填充方钴矿粉末与特定配方的电极合金粉末一次性烧结成形，正让这条路径变得越来越清晰、可行，水泥膨胀大，