電池與能源材料

某熱電材料在300 K時的席貝克係數為200 µV/K,電導率為1.0×10⁵ S/m,熱導率為1.5 W/(m·K)。無因次性能指標 ZT = S²σT/κ 最接近下列何者?

  1. A約0.0027
  2. B約0.8
  3. C約4000
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正確答案:B. 約0.8

功率因子為 S²σ = (200×10⁻⁶)² × 1.0×10⁵ = 4.0×10⁻⁸ × 1.0×10⁵ = 4.0×10⁻³ W/(m·K²)。再乘以溫度並除以熱導率,ZT = 4.0×10⁻³ × 300 / 1.5 = 0.8。約0.0027 是忘了乘以溫度 T 的值,ZT 要包含溫度才是無因次量。約4000 是忘了將席貝克係數取2次方的值。室溫附近使用的 Bi₂Te₃ 系材料 ZT 約為1,ZT 越大,由熱轉換為電的效率越接近由高溫側與低溫側溫度決定的卡諾效率。

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