【儀表網(wǎng) 儀表科普】據(jù)國外媒體報道，一支由多國科學(xué)家組成的研究團隊找到了一種捕捉熱能、并將其轉(zhuǎn)化為電能的方法，能夠利用汽車尾氣、行星際太空探測器和工業(yè)生產(chǎn)過程中的熱能，實現(xiàn)更高的能量轉(zhuǎn)化率。
科學(xué)家指出，借助這項研究，我們將能夠利用熱能生產(chǎn)出更多的電能。而在此之前，科學(xué)家都認(rèn)為這是不可能實現(xiàn)的。
該研究以一種名叫“順磁磁振子”(paramagnons)的微粒子為基礎(chǔ)，這種粒子嚴(yán)格來說并不是磁鐵，但帶有一定的磁通量。這一點很重要，因為磁鐵在加熱后便會失去磁性，變成“順磁”。磁振子自旋會產(chǎn)生一種名叫“磁振子曳引熱電”的能量。但自從發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象以來，科學(xué)家始終沒能在室溫下利用該效應(yīng)收集能量。
參與此次研究的科學(xué)家指出：“人們過去認(rèn)為，順磁加熱后不會發(fā)生任何變化，但我們發(fā)現(xiàn)事實并非如此。我們找到了一種設(shè)計熱電半導(dǎo)體的新方法，可以利用這種材料將熱能轉(zhuǎn)化為電能。過去20年間發(fā)現(xiàn)的傳統(tǒng)熱電效應(yīng)效率太低，轉(zhuǎn)化的能量太少，因此并未得到廣泛使用。而我們的發(fā)現(xiàn)將改變這一局面。”
磁鐵是采集熱能的關(guān)鍵：當(dāng)磁鐵一面被加熱時，溫度較低的另一面便會獲得更多磁性，產(chǎn)生自旋，從而推動磁鐵中的電子、產(chǎn)生電流。
但矛盾在于，磁鐵受熱時會損失大部分磁性，變成順磁，即“差不多是磁鐵，但嚴(yán)格來說不算磁鐵”。因此在此次研究之前，從沒有人想過用順磁收集熱能，因為科學(xué)家們認(rèn)為順磁無法收集能量。而此次研究團隊發(fā)現(xiàn)，順磁磁振子能夠?qū)㈦娮油苿?0-15秒，足以讓順磁收集到足夠的能量了。
研究人員們先是測試了順磁磁振子能否在合適的條件下產(chǎn)生必需的自旋，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，順磁磁振子的確能產(chǎn)生推動電子運動所需的自旋。這樣一來，順磁就可以收集能量了。
參與此次研究的科學(xué)家們包括美國俄亥俄州立大學(xué)、北卡羅來納州立大學(xué)和中國科學(xué)院的研究人員。該研究與美國能源部橡樹嶺國家實驗室聯(lián)合開展，并得到了美國國家科學(xué)基金會、美國空軍科學(xué)研究辦公室、以及美國能源部的支持。
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