一步接近现实︰ 那个转换热能转化为电能的设备

相同的科学家率先使用量子力学效应，把热能转换成电能的人已经找到了如何使他们在一种形式更适合于工业工作的技术。

扫描透射电子显微镜图像的创建在俄亥俄州立大学的镍铂复合材料。在左边，图像是覆盖假彩色地图的元素在材料中，包括白金 （红色）、 镍 （绿色）、 氧 （蓝色）。成像的伊莎贝尔博纳，OSU 中心进行电镜观察和分析;左侧的图像备蕾普利。图片来源︰ 俄亥俄州立大学

在自然通讯工程师从俄亥俄州立大学的描述，如何他们用于磁性的镍和铂复合放大电压输出 10 倍或更多 — — 不在一层薄膜，象他们那样以前，但在一块较厚的材料，更类似于组件对于未来的电子设备。

很多的电气和机械设备，如汽车发动机产生的热量作为其正常运作的一个副产品。它被称为”余热”，它的存在所必需的基本热力学的定律，解释的研究的共同作者斯蒂芬 · 博纳。

但一个不断增长的研究领域被称为固态热电技术旨在捕获，余热里面专门设计的材料来发电和增加总的能源效率。

我们使用的能源的一半以上浪费作为热，进入大气层”说:”广州博纳，俄亥俄州立大学的博士后研究员。”固态热电技术可以帮助我们恢复的能量。这些设备没有移动部件，不会磨损，具有鲁棒性和不需要维护。不幸的是，到目前为止，他们也是费用太昂贵，没有相当足够的效率，值得广泛使用。”我们正在努力改变这一现状。

在 2012 年，同一的俄亥俄州立大学研究组，由约瑟夫 · 曼斯领导表明磁场可能推高自旋塞贝克效应的量子机械效应，反过来提高薄膜由异国纳米结构材料，从几个毫伏到有几个毫伏的电压输出。

在这最新的进展，他们已经增加了两种很常见的金属，白金，从几个到几十或几百的引线引线洒上少量的镍复合材料的输出 — — 一个更小的电压，但在多简单的装置要求没有纳米加工和可以随时放大产业。

曼斯、 机械与航空航天工程和纳米技术，在俄亥俄州著名学者教授说，某种程度上，使用相同的技术在厚件的材料要求，他和他的团队重新考虑治理热力学、 热电联产，在科学家们知道关于量子力学之前开发的方程。虽然量子力学经常有关光子 — — 波和粒子的光 — — 曼斯的研究涉及侬 — — 波和粒子的磁性。

“基本上，经典热力学涵盖使用蒸汽作为工作液，或喷气发动机或使用空气作为工作液的汽车引擎的蒸汽引擎。热电技术使用电子作为工作液。在这项工作，我们作为工作液使用量程的磁化强度或 ‘侬，’ 曼斯说:。

基于磁振子的热力学研究了达现在总是做了薄膜 — — 也许只有几个原子厚 — — 和甚至表现最佳的电影产生非常小的电压。

在 2012年文章中，他的团队描述命中电子与侬促使他们通过热电材料。在当前的自然通讯文件中，他们已经表明，同样的技术可用于散碎的复合材料进一步提高余热回收。

而不是像他们本来之前应用在磁性材料上的铂薄膜，研究人员分布极少量的铂纳米粒子随机整个磁性材料 — — 在这种情况下，镍。由此产生的复合材料生产由于自旋塞贝克效应的增强的电压输出。这意味着，对于给定数量的热，复合材料生成更多电力比任何材料可以自行。由于复合材料整片导电的其它电气组件可以从中汲取电压，提高了效率相比，一部电影。

虽然复合材料尚未实际设备的一部分，曼斯是自信证明的原则设立的这项研究将激励着可能会导致应用程序常见的余热发电机，包括汽车和喷气发动机的进一步研究。这个想法是很一般，他补充说，，可应用于各种材料的组合，使不需要昂贵的金属，比如像薄膜生长的白金或微妙的处理程序的全新途径。

这项研究是由美国国家科学基金会材料研究科学和工程项目与美国陆军的多学科大学研究倡议资助的。这项研究的合著者公园范，从比利时根特大学的访问学者的帮助，合成了纳米材料。也参与这项研究是合著和显微镜专家伊莎贝尔博纳和教授大卫 · 麦库姆从俄亥俄州中心作电镜观察和分析 (CEMAS)，用 CEMAS 的国家—艺术材料表征设备来验证结果。