美科學家研發多鐵性材料可將熱直接轉化為電

美國科學家開始探索使用名為多鐵性材料的金屬合金發生“相變”來直接將熱轉化為電。

美國明尼蘇達大學的理查德·詹姆斯領導的團隊希望利用多鐵性材料中自然出現的相變代替水的相變來發電，他表示，讓水沸騰和冷凝需要龐大的壓力容器和熱交換器。

多鐵性材料一般都擁有鐵磁性、鐵電性或鐵彈性。鐵彈性的天然展示就是相變，即一種晶體結構會突然變形為另一種，這種相變被稱為馬氏體相變。詹姆斯團隊對赫斯勒合金進行了實驗，該合金的金屬雖然沒有磁性，但卻擁有驚人的磁性，也有馬氏體相變。

詹姆斯團隊改變了赫斯勒合金Ni2MnSn的基本組成，讓其變身為Ni45Co5Mn40Sn10。詹姆斯表示:“Ni45Co5Mn40-Sn10是一種令人驚嘆的合金，低溫相沒有磁性，但高溫相卻擁有強磁性，就像發電廠中發生相變的水一樣。如果用小線圈環繞該合金，并通過相變加熱它，磁性的突變會在線圈產生電流。在這一過程中，合金會吸收一些潛熱，將熱直接變為電。”

業內認為，這項技術將具有深遠的影響，有望不再需要為發電廠配備龐大的壓力容器、運送和加熱水的排水設施以及熱交換器。而且，這一原理也適用于地球上很多溫差小的熱源。詹姆斯說:“我們甚至能使用海洋表面和幾百米深處的溫差來發電。”