随着全球工业化进程的加快，世界范围内的能源短缺和枯竭问题已成为各国面临的不可回避的挑战。研究和开发新能源已成为全球能源发展的趋势。在日常生活中，有许多可以利用的废热，例如太阳能、工厂排放和化石燃料燃烧产生的余热。建筑在全球能源消耗中发挥着重要作用，约占全球废热的三分之一。建筑物中的能源消耗主要来自电子设备，包括家用电器，以及物联网（IoT）时代建筑物内广泛使用的传感器。热电材料基于塞贝克效应和珀尔帖效应能够实现热能和电能之间的直接转换，可以直接利用建筑中的废热从而减轻建筑物的电力消耗或者降低建筑的冷负荷。
近期，深圳大学陈光明教授课题组在《Progress in Materials Science》上发表了题为《Thermoelectric materials and applications in buildings》的综述论文，系统总结评述了热电材料和器件在建筑中的应用。深圳大学2023级博士生孙祺为第一作者，深圳大学陈光明教授、杜春雨副研究员为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金（52473277）和广东省基础与应用基础研究基金（2022A1515110432）的支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101402
该综述从材料和应用两个角度全面概述了热电材料在建筑中的应用。介绍了热电转换原理和与建筑应用相关的参数。在此基础上，概述了热电材料满足各种建筑构件所需求的关键材料特性，例如透明度，阻燃性，机械性能和耐腐蚀性。并从能量收集、建筑制冷、温度检测和腐蚀防护四个方面概述了热电器件在建筑不同结构中的应用。最后提出了热电材料和器件在建筑应用中面临的挑战和展望。
图1. 从第一代到第四代建筑的发展历史
图2. 热电材料及器件在建筑中应用的研究热点。
图3. 热电材料及器件在建筑中的应用
图4. 热电建筑应用的挑战和展望
本文来自微信公众号“材料科学与工程”。感谢论文作者团队支持。