熱電材料的新進展有助于能源更清潔，擁有更廣泛的用途。科學家發(fā)現(xiàn)，在一種熱電材料中只需摻雜1%的稀土元素鈰或鐿，就可將其轉(zhuǎn)換效率提高25%;將巖鹽納米晶體溶解在碲化鉛內(nèi)制造出的新材料熱電轉(zhuǎn)化效率提高到14%。還有一種新型熱電半導體材料能捕獲汽車排出的廢熱能并轉(zhuǎn)化為電能，有望將現(xiàn)有汽車的燃油經(jīng)濟性提高3%到5%;此外，利用熱電效應研發(fā)出的微電子機械系統(tǒng)熱電電容器結(jié)構(gòu)，能將工業(yè)過程中產(chǎn)生的廢熱變?yōu)殡娏Α?/div>
科學家還發(fā)現(xiàn)，石墨烯在室溫和普通光照下，能產(chǎn)生載流子效應而導電。這讓石墨烯在太陽能電池、夜視系統(tǒng)、天文望遠鏡及半導體傳感器等應用領(lǐng)域更有前景。
硅太陽能電池的效率通常只能達到20%。而采用鎵氮砷(GaNAs)合金材料造出的多帶型太陽能電池效率超過了40%;而另一種用砷化鎵造出的薄膜太陽能電池，通過釋放更多光子而不是吸收更多，也達到了最高轉(zhuǎn)化率28.4%的記錄;工程師首次用噴墨打印技術(shù)造出廉價的CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽能電池。
化學家用鎳鈷催化劑造出“人造樹葉”，光合效率是自然樹葉10倍，能在簡單的條件下將水分解為氫氣和氧氣;能源部研發(fā)出以水制氫的“人造酶”，與天然酶相比，將制氫速度提高10倍。
鋰離子電池花樣繁多，科學家研制出一種柔韌且透明的電池讓人們更靠近全透明手機;還有一種碳纖維鋰空氣電池，比其他碳電極有更多孔，能量密度是目前可充電鋰離子電池的4倍;此外，還研制出針對鋰離子電池的電極，允許電池保有比現(xiàn)有技術(shù)高10倍的電量，充電率也提升10倍。
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