用掃描電子顯微鏡成像的高熵合金

    每天都有大量的能量以熱形式散失掉，查默斯大學現在有個跨學科研究發現，一種特殊材料──高熵合金能夠有效的做到廢熱再回收。

    對于過渡到永續能源的系統來說，提高能源效率是一個關鍵的因素，這將會有大量的能源被節省下來。例如：只有不到一半的柴油能源被用來發動柴油車，其余則是以熱形式散失掉了，許多工業制程也都面臨著廢熱過剩的問題。

    這就是為什么許多研究團隊正努力開發熱電材料──可以將多余熱轉化為能源的材料。但這并不是一件容易的事，為了有效地將熱轉化為電能，材料需要有良好的導電性，但同時需要具有較差的熱導率。但對于大部份材料來說，這是一個互相沖突的矛盾點。

    「一個比較困難的挑戰是，需要創造一個足夠穩定的熱電材料，使其在高溫下也能運作的很好?！共牧匣瘜W系Anders Palmqvist教授說，教授主要就是針對熱電材料進行研究。

    他第一次遇到材料科學家Sheng Guo時，是在查默斯大學的一個對于材料能源應用的跨學科研討會上。Guo是在查默斯大學的材料制造科技系做研究，其在研究一個相當新的材料，稱為「高熵合金」。高熵合金一般由五種元素所組成，通常是含有相當比例的金屬，其即便在高溫環境下也可以是穩定的。合金的性質可以透過不同成分和不同成分比例來調控。

    「這聽起來若要測試熱電材料，高熵合金似乎是種很好的新途徑。」Palmqvist教授說，「但據我所知，以前從沒有人做過，所以我們決定一起開始一個項目?！?/span>

    他們還邀請物理系的理論學家Paul Erhart教授加入這個項目，并且得到查默斯材料科學先進領域（Chalmers' Materials Science Area of Advance）的金融資助，他們共同聘請了一位博士后，Samrand Shafeie教授。

    Palmqvist教授說：「這是一個高效的團隊模式，我們擁有三位研究先驅者，這使得團隊能夠形成很好的互補?！?。

    他們制造并研究由鋁、鈷、鉻、鐵和鎳的高熵合金，再以不同比例的鋁去做分析。事實證明，他們能夠提高質量，使其有良好的熱電能力。科學家得出一個結論──高熵合金能夠發展成非常好的熱電材料。

    他們在Journal of Applied Physics發表他們的研究，而該篇是一月最多人點閱的文章，他也被編輯標簽為「Exciting!」

    現階段的任務是繼續開發這個材料，并且嘗試去了解高熵合金的理想組成，以達到最佳的熱電性能。

    「這是一個漫長的過程，因為還有許多變量可以去玩轉，且還有一整個元素周期表的元素可以去調查?！笶rhart教授解釋：「但有了好的理論認知，我們可以試著去預測哪些元素是最有趣的?！?/span>

    對于查默斯的科學家來說，此合資項目是個相當正向的經驗，他們也已經開始思考進一步的研究發展，還被受邀到烏普薩拉大學和皇家理工學院與他們一起著手合作。

    「目前在所有行業中，汽車工業對這個將廢熱轉換為電能的項目最有興趣。」Palmqvist教授說，「但如果我們創造了一種優異的熱電材料，其潛在的應用將會擴大，例如：我們可以把發電做為副產品，將其應用在鋼鐵等行業。