第一作者：Jun Mao

通讯作者：Zhifeng Ren，Gang Chen

通讯单位：休斯顿大学、MIT

考虑到这个热门领域在国内似乎并不热门，所以在此先给小白简单普及一下热电材料的一些基本概念，大牛可直接忽略。

1.热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料。

2.塞贝克效应（Seebeck effect）：热电材料通过热能可以发电。

3.帕尔贴效应（Peltier effect）：热电材料通过电能可以发热或制冷

4.ZT值（thermoelectric figure of merit，又叫热电优值）：Z是材料的热电系数（单位是/k），T是热力学温度。ZT值越高，热电性能越好。

可以说，热电材料是不折不扣的黑科技，废热发电，太空宇航器发电，都是热电材料的独门绝技，甚至会成为今后能源技术战略制高点的关键技术。虽然如此，热电材料在国内似乎还没有引起足够的重视，大家一谈到能源，就只会想到锂电池，钙钛矿电池之类的。有鉴于此，纳米人专门为大家组建了热电材料学术QQ交流群（QQ群号码：699166559），欢迎大家加入。

推荐阅读：

要么不发，一发就剑指Science/Nature，这个非热门领域了解一下？

好了，言归正传。由于热电材料具有大的珀尔帖效应(Peltier effect)，其在固态冷却领域早已被人盯上。几十年来，碲化铋（Bi₂Te₃）基合金一直是最先进的室温材料。然而，由于需要大量昂贵的碲，成本成为了限制热电冷却装置更广泛使用的关键因素之一。

近日，休斯顿大学的任志锋和MIT的美国工程院院士陈刚团队合作，发展了一种新型的热电制冷新技术，有望打破热电制冷领域商业化Bi₂Te₃材料几十年以来的霸主地位。这是热电材料今年第二篇Science，也是陈刚院士今年第二篇Science。

研究人员报道了一种n型镁铋（Mg₃Bi₂）材料，350 K时其ZT约0.9，与商业碲化铋（Bi₂Te_3-xSe_x）ZT值相当，但便宜得多。由该材料和p型碲化铋（Bi_0.5Sb_1.5Te₃）制成的冷却装置在350 K的热侧温度下产生了大约91 K的温差。

总之，这种更廉价的n型Mg₃Bi₂基热电材料有望推动热电冷却更广泛的商业应用。

热电材料学术QQ交流群：699166559

参考文献：

JunMao et al. High thermoelectric cooling performance of n-type Mg₃Bi₂-basedmaterials. Science 2019, 365, 495-498.

https://science.sciencemag.org/content/365/6452/495