随着人类社会的快速发展，对能源的需求出现了爆炸式增长。然而，现阶段一次能源的利用效率不足 40%，其余部分以余热的形式流失，造成了严重的能源浪费，加剧了环境问题。热电材料对于将热能转化为电能和减少浪费至关重要，在自然和工业热梯度的推动下，热电材料的用途已从热回收扩展到催化。
热电材料作为一种能够直接将热能转化为电能的新能源材料，在余热回收领域日益受到关注。当热电材料两端存在温差时，材料内部就会产生热电动力，从而实现热能到电能的转换。
除了用作发电机，热电材料近年来还为催化反应开辟了新方向。自然界和工业生产中广泛存在的热量所造成的微小温度梯度（<100 °C）为催化反应提供了足够的驱动力。
这使得低品位废热资源得以再利用，以驱动不同的催化过程，如制氢、有机合成、环境净化和生物医学应用。它为提高能源利用效率、节能减排和绿色催化提供了新的解决方案。
TECatal 系统的工作模式：(a) 混合结构模式、(b) 单相模式、(c) P-N 纳米结模式和 (d) 热电偶模式。TECatal 材料在以下方面的潜在应用：（e）生产 H2 和还原 CO2；（f）肿瘤治疗；（g）汽车尾气处理；以及（h）用于室内空气净化的窗玻璃涂层。来源：中国科学出版社
基于这一新兴领域的最新进展，江苏大学量子与可持续发展技术研究院的团队提出了热电催化（TECatal）的概念性应用方向，并系统总结了现有的热电催化材料和工作模式。提出了四大工作模式，包括混合结构模式、单相模式、P-N纳米结模式和热电偶电池模式。
研究探讨了如何通过优化热电性能、能带工程、微结构和稳定性来提高热电催化材料的性能。此外，还提出并讨论了热电催化材料在绿色能源、肿瘤治疗和环境治理等领域的应用前景，为该领域的未来发展提供了重要参考。
编译自:ScitechDaily