排氣管熱能不再浪費，密西根大學研究熱電轉換裝置

相信許多人曾經有被車輛排氣管燙傷的經驗，那巨熱烘烘的排氣尾管，所散發的高溫能量，甚至讓濺在上方的雨水瞬間達到沸點而蒸散掉，若能將這股熱能處以適當的管理與轉換，形成發電作用，那麼對車輛節能錙銖必較的今日勢必是一大利多。美國密西根大學，近日便就此熱電轉換提出研究報告，期望在未來技術更為成熟後，可全面擴充運用在車輛熱電管理上，進一步提升車輛節能效益。

美國密西根大學，近日就熱電轉換提出研究報告，期望在未來技術更為成熟後，可全面擴充運用在車輛熱電管理上，讓熱烘烘的排氣管熱能不再浪費，進一步提升車輛節能效益。

所謂的熱電轉換，乃指物品於足夠的溫差下所能產生的電壓轉換，以溫差電動勢之原理達到以熱生電的現象；反之，當一個電壓施加於導電物品上，也會產生一個溫差，利用此溫差現象，便可冷卻或加熱物體。也因此一個電熱裝置，可利用溫差來發電，亦可利用電力來製造溫度。應用在生活上，如熱能發電、小型冷卻冰箱等皆是運用此原理。

而欲達成熱電轉換之前，裝置得提供適當的化學反應場所，在現有最佳熱電材質內，最多僅能提供 5%的轉換效率，因此在全新複合材質的研發上，密西根大學鎖定使用方砷鈷礦 (Skutterudite) 為主要元素。方砷鈷礦為一種表面呈現錫白，並帶有灰黑條痕之立方八面晶體，甚至有 12 面體之原貌呈現，其物理特性具有良好的導電性，同時導熱效率差，因此在與鋇礦混合之後，是極佳的熱電材質。

機械工程系教授 Massoud Kaviany 則表示，在透過原子排列最佳化過程，目前砷鈷礦的熱電轉換效率已可達到 15%~20%。

密西根大學物理系教授 Ctirad Uher 表示，其理解方砷鈷礦的發展可能性，但在複合材質的調配上仍待研究，不過在與鋇礦共同誘發的實驗結果，展現其熱電轉換的強大潛能，未來還得透過一連串的實驗，來進一步解析成果。機械工程系教授 Massoud Kaviany 則表示，在透過原子排列最佳化過程，目前砷鈷礦的熱電轉換效率已可達到 15%~20%。

未來在此項技術更趨成熟後，裝置極為適合運用在車輛能量管理上，特別是車輛排氣系統、引擎與觸媒轉換器等處，利用顯著的溫差進行電壓轉換，進而將此些電能供給車輛使用。

未來在此項技術更趨成熟後，裝置極為適合運用在車輛能量管理上，特別是車輛排氣系統、引擎與觸媒轉換器等處，利用顯著的溫差進行電壓轉換，進而將此些電能供給車輛使用，如此一來無論是電動車、內燃機車輛，皆可受益於此，創造更為節能的用車過程。

密西根大學目前將此篇研究載於 Physical Review Letters 期刊之上，研究組織為密西根大學太陽能與熱能轉換研究中心。