（左）取代A离子提高热电性能。（右）热电转换性能指数ZT（室温）的A离子依赖性。

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日本北海道大学金属氧化物的最高室温热电转换性能指数-有望实现稳定实用的热电转换材料

北海道大学电子科学研究所的张雨桥外国客座研究员（JSPS外国人特别研究员）和太田裕道教授等的研究小组，实现了室温下过去最高的热电转换性能指数ZT=0.11的层状钴氧化物。

热电转换作为将工厂和汽车排出的废热再资源化的技术备受瞩目。

作为热电材料，PbTe等金属硫族化合物是众所周知的，但存在热的、化学的稳定性和毒性等问题，因此还没有达到大规模的实用化。与金属硫族化合物相比，很多金属氧化物在高温和空气中都是稳定的，因此日本在25年前就开始作为热电材料进行研究。热电材料的转换性能由性能指数ZT[=（热电能）2×（导电率）×（绝对温度）÷（热导率）]表示，作为金属硫族化合物代表的p型PbTe在室温下的ZT约为0.1。即使在金属氧化物中，层间含有钠离子的层状钴氧化物，由于热电能力大，导电率高，所以作为实用的热电材料被期待，但是由于导热率高，室温下的ZT停留在0.03左右。

研究小组发现，通过将层状钴氧化物的钠离子置换成各种金属离子，随着金属离子层变重，电特性不会变化，只有热导率降低，最终取代重钡离子时，ZT在室温下为0。发现达到11。一般情况下，材料的热性能都会从高到低。

另外，本研究成果在日本时间2020年10月13日（周二）公开的Journal of Materials Chemistry A杂志上在线刊登。

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