热电材料促进催化过程 为提高能源效率和改善环境提供解决方案

随着社会的飞速发展，人类对能源的需求呈现爆炸式增长。当前一次能源的利用效率却不足40%，大量热能以余热的形式流失，造成了巨大的能源浪费，加剧了环境压力。在这个背景下，热电材料的重要性愈发凸显。它们能够将热能转化为电能，有效减少能源浪费，并且在自然和工业热梯度的推动下，热电材料的应用领域已经从热回收扩展到了催化领域。

热电材料作为一种新兴的新能源材料，其在余热回收领域的应用日益受到人们的关注。当热电材料两端存在温差时，材料内部就会产生热电动力，实现热能到电能的转化。这一特性使得热电材料在回收工业废热、低品位热能等方面具有巨大的潜力。

近年来，热电材料还为催化反应提供了新的方向。在自然界和工业生产中广泛存在的微小温度梯度，为驱动不同的催化过程提供了新的动力。例如，制氢、有机合成、环境净化和生物医学应用等领域，都可以利用热电材料驱动催化反应，实现低品位废热的再利用。这一应用不仅提高了能源利用效率，还为节能减排和绿色催化提供了新的解决方案。

基于热电材料的这一新兴应用领域，江苏大学量子与可持续发展技术研究院的团队提出了热电催化（TECatal）的概念性应用方向。他们系统总结了现有的热电催化材料和工作模式，包括混合结构模式、单相模式、P-N纳米结模式和热电偶电池模式四大工作模式。

研究人员还探讨了如何通过优化热电性能、能带工程、微结构和稳定性来提高热电催化材料的性能。他们还深入研究了热电催化材料在绿色能源、肿瘤治疗和环境治理等领域的应用前景。这些研究成果为该领域的未来发展提供了重要参考。

通过深入研究热电材料的特性和应用，人们可以更好地利用这些材料来解决能源和环境问题。随着技术的不断进步，相信热电材料在未来的能源领域将发挥更加重要的作用，为人类的可持续发展做出更大的贡献。以上内容编译自ScitechDaily，DOI: 10.1093/nsr/nwae036。