用烹饪锅的热量给手机充电？新温差电材料用途多多！
导读
戴上一枚戒指，利用身体热量给自己的穿戴设备供电；或者，利用烹饪锅的热量，为智能手机充电。这一切听上去似乎很科幻，然而美国犹他大学称，该校工程师开发了一种新材料，利用温差发电技术，有望实现这一切。
（图片来源：Dan Hixson/犹他大学工程学院）
研究简介
该研究的领导者是犹他大学材料科学和工程系的教授 Ashutosh Tiwari。他领导的团队利用化学元素钙、钴和铽化合物，制造出了高效、廉价、生态友好的材料，能通过涉及热冷空的温差电效应，生产电力。
这项发明涉及到的核心技术要素便是温差电效应，所以我先简单的介绍下这一效应。
它是由于特殊的材料中的温度差异而产生电压的过程。一般来说，当材料的一端较热，另外一端较冷，电荷载体就会从热的一端，向冷的一端移动，从而形成电动势，产生电压。这种材料只需要具有少于一度的温差，就能够产生可被检测到的电压。
（图片来源：维基百科）
目前用于温差发电的一些材料，例如镉、碲化物、汞基的这些材料，它们对于人类有毒。所以这些年来，研究人员一直在寻找合适的材料，期望能够无毒环保，且生产更多的电力。
而 Tiwari 团队所开发的这种新材料正好满足以上的要求，它最大的优势就是，制造成本低、环保、对生态友好、安全、产生电力的效率高。
应用领域
正是由于他们开发的材料具有以上的优势，所以应用范围很广，可以满足许多日常应用需求，可谓前景无限。
（图片来源：Ashutosh Tiwari/犹他大学）
例如，它可以用于首饰，利用人体热量来给可植入的医疗设备，例如血糖监测或者心脏监测设备供电；它也可以用于烹饪锅，利用它的热量为智能手机充电；或者应用于在电动汽车中，将发动机的热量转化为电力；另外，它也可以用于飞机，利用机舱和外部冷空气的温差，产生更多的能源；还有，电厂也可以使用这种材料，从浪费的热量中产生更多的电力。
所以总结以下，这种材料的应用范围很广，涉及航天、汽车、电子、可穿戴设备等领域，不仅可以解决电子设备由于电池所带来的各种瓶颈，而且可以更加高效的利用能源，做到了节能、环保、可持续，特别是对于一些能源短缺的发展中国家来说，具有十分积极的意义。
未来展望
犹他大学的技术和风险商业化办公室已经为这种材料申请了一份专利。团队将开始着眼于汽车和生物传感器领域，进一步开发这项技术。
参考资料
【1】https://www.utah.edu/
【2】Shrikant Saini, Haritha Sree Yaddanapudi, Kun Tian,Yinong Yin, andDavid Magginetti & Ashutosh Tiwari, "Terbium Ion Doping in Ca3Co4O9: A Step towards High-Performance Thermoelectric Materials," Scientific Reports 7, Article number: 44621 (2017)DOI: 10.1038/srep44621
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