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日前，耀彩网质料科学与工程学院金属先进凝固成形及装备手艺国家地方团结工程研究中心葛振华、冯晶团队与北京航天航空大学赵立东教授、南方科技大学何佳清教授相助，在自然矿物质料热电性能及稳固性研究方面取得重大希望，相关研究以《Highly Stabilized Thermoelectric Performance in Natural Minerals》为题，揭晓在Cell出书集团能源领域顶级学术期刊Joule。耀彩网为第一作者单位，葛振华教授为第一作者和通讯作者，质料科学与工程学院博士研究生张益欣为配合一作，冯晶教授、赵立东教授、何佳清教授为配合通讯作者。中国矿业大学（北京）的邓久帅教授提供了矿石样本和矿石基天性子，耀彩网领土资源工程学院赖浩博士在矿物剖析方面提供了主要资助。

热电能源转换手艺可以实现热能和电能之间的直接、相互转换，具有缓解全球化石燃料欠缺的潜力。现在先进的热电质料仍然是以人工合成的为主，并且需要富厚的热电性能优化战略协助实现优异的热电性能。硫化铜质料的质料廉价、低毒、泉源富厚，并且具有超离子导体的特征，因而具有现实应用潜力。但该质料系统的载流子传输和离子输运之间保存很强的关联性，因此其热电性能和电稳固性难以同时提高。本研究发明了一种混淆自然矿物，体现出优异的热电性能和优异的电稳固性。自然矿物以辉铜矿为基体，绝缘的石英网络结构嵌套在矿石中，尚有少量辉铋矿及其它伴生矿物的保存。自然矿物在退火优化后保存的稳固组成及多标准的绝缘石英结构可以有用解耦载流子、声子和离子传输。自然矿物在973 K时获得了1.4的峰值ZT，与人工合成的纯的Cu₂S质料相比，矿石样品同时具有优异的电稳固性。深入剖析了自然石英提升辉铜矿电稳固性的机制，网络状的绝缘阻挡层一方面能够阻挡高温下铜离子的定向长程迁徙，同时还能起到自然变阻器的作用调理每个辉铜矿单位的事情电压。别的，本研究进一步设计并制备了多种铜基超离子导体复合玻璃薄片的热电质料，证实晰复合宏观绝缘阻挡层的战略可以有用改善铜基超离子导体质料的电稳固性。本研究发明了一种能够直接实现热电能源转换的自然矿物，并且鉴于矿物的因素和结构提出了能在其他质料系统中推广的性能及稳固性优化战略。

葛振华教授自2015年入职耀彩网以来，从事有色金属基热电质料的合成制备及性能调控研究，深入研究铜基，锡基，铋基热电质料的电传输性能、热传输性能和力学性能的调控要领和增强机理，先后以第一作者和通讯作者身份揭晓了一系列高水平论文：Adv. Energy Mater.2016, 6, 1600607；Mater. Today2016, 19, 227-239；Adv. Funct. Mater.2016, 26, 6836-6845；J. Am. Chem. Soc.2017, 139, 9714-9720；Adv. Funct. Mater.2019, 1902893；Nano Energy2020, 78, 105227.；Adv. Funct. Mater.2021, 31, 2102838；Acta Mater.2021, 218, 117230；Adv. Energy Mater.2022, 12, 2103770；Adv. Sci.2022, 9, 2203250；Acta Mater.2022, 233, 117972；Adv. Mater.2023, 202308353；出书学术专著3部；获授权发明专利20余件。相关研究获得国家重点研发妄想、国家自然科学基金项目、云南省云岭英才青年人才后续支持经费、云南省应用基础研究妄想重点项目、云南省优异青年基金项目的资助。相关效果将有助于厘清热电质料结构与性能的关系，为开发新型热电质料提供借鉴，并为提升云南省有色金属工业链延伸提供助力。

论文链接：https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(23)00487-7

（供稿：质料学院）