“我们需要导电性与绝热性兼具的高温材料，”布克斯说，“方钴矿具有非常复杂的晶体结构（偏方复十二面体，听起来是不是就很复杂），它正是我们需要的理想材料。”

方钴矿兼具金属的导电性和玻璃的热绝缘性

　　从太空到地球

　　基于方钴矿材料的巨大优势，JPL正在研究如何将方钴矿做成热电偶。热电偶是利用原件内部温差而产生电压的装置。与其它材料相比，方钴矿热电偶能以较小温差产生同等电力。因此方钴矿热电偶的热电效率更高。

　　好奇号的电力系统采用的是MMRTG。768根碲合金制成的热电偶朝同一方向围成一圈，都对着发电机中心的热源（即衰变原料储藏器）。增强型MMRTG，即eMMRTG系统热电偶数量同样是768，不同的只是材料换成了方钴矿。

　　2015年底，方钴矿热电偶通过了NASA的首次审查。如果它能在2017年和2018年通过进一步审查，eMMRTG将被用来执行NASA“新疆界计划”的下一个任务。

　　除了用以太空计划外，热电材料在地球上的应用前景同样广阔。

　　“方钴矿可以将废热转化为有用电力，进而提高能量效率，”JPL的一位负责人说道。

从太空到地球，高性能热电材料的应用无处不在

　　比如，将汽车尾气的热量转化为电能可以给汽车电池充电，这样汽车还能更省油。像陶瓷和玻璃处理等高温环境的工业进程同样可以用方钴矿收集废热。2015年，纽约一家公司就从JPL获得了高温热电材料的专利许可。

　　“过去20年内，热电领域蓬勃发展，这在JPL尤为明显，”弗勒里埃尔说，“这方面和很多重大科学突破。这种材料不但能应用于航空领域，同时还能造福美国工业，我们感到很荣幸。”

　　原理解释

　　何谓热电材料？

　　热电材料是能将材料温差与电能相互转换的材料。

　　何谓热电偶？

　　传统热电偶有两种不同热电材料连接而成。当热电偶受热时，两种不同导热率的材料有不同的温度，在连接点就形成了温差。这种温度梯度会导致电子定向移动而产生电动势，将部分热能转换为电能。

　　热电偶是如何工作的？

　　热电偶在日常生活中很普遍，热水器、电烤箱都有用到热电偶。家用电器的热电偶效率一般很低，它们产生的电压很小，电流也极其微弱。与之相比，方钴矿热电偶的效率要高得多，它在很小的温差下就能产生有效电压。

　　NASA希望方钴矿热电偶内部产生的电力是方波型的，有明显的上升沿和下降沿以及平顶段。热电偶的热量从高温端传到低温端，在导体端部几乎没有电流，在热电偶中间却有稳定均匀的电流。

　　“这就像有一冷一热两个相邻的房间，”JPL的布克斯说，“人群（电子）从热房间像冷房间转移。人群（电子）定向移动就形成了电流。”

　　将很多热电偶再相互连接起来，就会获得可观的电流。热电偶使用的热源也很多样，温度从200℃到1000℃不等。

　　参考：?feature=6646

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