一个研究小组在热能转化为电能效率提升方面取得重大进展，关键在于对被称为氧空位的微小缺陷进行控制，相关研究成果以封面文章形式发表于《先进科学》杂志。

该团队由浦项科技大学机械工程系的Hyungyu Jin教授和Min Young Kim博士领导，与材料科学与工程系的Donghwa Lee教授和Si-Young Choi教授，以及俄亥俄州立大学的Joseph P. Heremans教授合作完成此项研究。

日常生活中，大量热量被浪费，如工厂烟囱的热蒸汽、汽车发动机的热量，还有智能手机和电脑产生的热量。若能将这些废热转化为电能，将为解决能源效率低下和环境挑战提供有力方案。在此背景下，热电技术受到科学家广泛关注，它通过温度梯度将热能转化为电能。其中，横向热电技术产生的电压降垂直于热流方向，因其结构简单、效率高，作为环保能源技术前景广阔，但一直受限于材料固有特性，工业应用范围受限。

浦项科技大学领导的研究小组将研究重点放在氧空位上，即材料晶格中缺少氧原子留下的微小空隙。研究人员发现，精确控制氧空位数量可显著提高热电性能。

实验中，研究小组准备了三种氧空位量不同的样品，结果显示，氧空位量最多的样品热电性能提高了91%。

这一现象可通过两种机制解释。一方面，材料中氧空位越多，内部熵差越大，能驱动电荷沿温度梯度更强烈地流动，提高发电效率;另一方面，空位会轻微扭曲材料晶体结构，使原本直流的电荷流发生侧向移动，类似于汽车车轮受横向扭矩改变行驶方向，最终大幅提升横向热电效率。

更多信息：Min Young Kim 等，《氧空位缺陷工程用于横向热电增强：超越本征方法的新型本征途径》，《先进科学》(2025)

这项研究意义重大，性能大幅提升并非通过开发复杂昂贵的新材料，而是通过控制现有材料缺陷实现。金教授表示：“该策略可广泛应用于各种热电材料，使能量收集技术更加高效和实用。”