为了将热能转化为电能，从无害原材料中提取的易于获取的材料为开发安全且廉价的所谓“热电材料”开辟了新的前景。根据发表在《AngewandteChemie》杂志上的一项研究，合成铜矿物通过其成分的简单变化获得了复杂的结构和微观结构，从而为所需的特性奠定了基础。

团队创造了从热量中发电的晶体

该研究的通讯作者、法国卡昂CRISMAT实验室CNRS研究员、材料科学家EmmanuelGuilmeau解释说，这种新型合成材料由铜、锰、锗和硫组成，生产过程相当简单.“这些粉末通过球磨机简单地机械合金化，形成一个预结晶相，然后在600摄氏度下致密化。这个过程可以很容易地扩大规模，”他说。

热电材料将热能转化为电能。这在废热作为有价值的电力再利用的工业过程中特别有用。相反的方法是冷却电子部件，例如智能手机或汽车。用于此类应用的材料不仅必须高效，而且价格低廉，最重要的是对健康安全。

然而，迄今为止使用的热电设备使用昂贵且有毒的元素，例如铅和碲，它们提供了最佳的转换效率。为了找到更安全的替代品，EmmanuelGuilmeau和他的团队已经转向天然铜基硫化物矿物的衍生物。这些矿物衍生物主要由无毒且丰富的元素组成，其中一些具有热电特性。

现在，该团队已成功生产出一系列热电材料，在同一材料中显示出两种晶体结构。“我们对结果感到非常惊讶。通常，轻微改变成分对这类材料的结构几乎没有影响，”EmmanuelGuilmeau在描述他们的发现时说。

研究小组发现，用铜代替一小部分锰会产生复杂的微结构，具有相互连接的纳米域、缺陷和相干界面，这会影响材料的电子和热传输特性。

EmmanuelGuilmeau说，所生产的新型材料在高达400摄氏度的温度下保持稳定，这在大多数行业的余热温度范围内。他坚信，基于这一发现，可以设计出更便宜的新型无毒热电材料来替代更多有问题的材料。