AI 新技术可高速计算热电装置性能，发电装置开发周期有望缩短

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科普中国

2026-05-15 21:30发布于北京中国科学技术协会官方账号

问AI · AI技术如何加速热电发电的商业化进程？
日本国立材料科学研究所（NIMS）开发出一款人工智能（AI）技术，可用于设计利用温差发电的装置。虽然预测性能的模拟计算通常需要耗费较长时间，但该 AI 技术可将计算时间缩短至传统方法的万分之一。相关发电装置的开发周期有望缩短。相关研究成果发表于英国《自然》周刊。

很多物质具有这一性质：在存在温差时可以导电。“热电发电”是指利用温差进行发电的技术。如果能够利用从工厂排放到大气或水中的废热，热电发电有望作为一种环境负荷极小的发电技术得到应用。

NIMS 的森孝雄率团队开发出名为“TEGNet”的 AI 模型。在研究人员输入希望用于装置开发的多种材料的特性信息和结构信息后，TEGNet 能够计算并显示发电效率最高的材料和尺寸。

在实际进行 10 种以上热电材料计算的实验中，传统模拟技术完成性能预测的平均用时约为 30 分钟，而 TEGNet 仅需平均 0.25 秒即可完成。

市售的模拟软件虽然能以高精度预测发电效率，但单次计算量大，探索最佳结构耗时长，导致开发周期延长。据森孝雄介绍，通过利用 TEGNet，按传统方法耗时一年的设计工作有望在一小时内完成。

研究团队利用 TEGNet 计算出的数据实际制作了热电装置并评估了其性能，结果显示转换效率最高可达 9.3%。据悉，目前全球开发的同类装置转换效率约为 5%。

据日本全球信息公司预测，2032 年热电发电装置全球市场规模有望达到 25.5 亿美元，预计比 2025 年翻一番。该研究团队的目标是，在 2028 财年内开发出可成为投资对象的样机。



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来源｜参考消息

责编｜甄曦