工程师通常将热量视为“浪费能源”，因为它很难有效地转化为任何有用的东西。然而，在研究人员选择尝试与通常方法完全相反的方法后，一类新的热电材料可能会改变这种情况。《科学进展》的一篇论文解释了原因，加快了寻找更好热电材料的步伐。
顾名思义，热电材料将热量转化为电能，跳过了大多数大宗电力生产中使用的沸水阶段。然而，成本和低效率使热电发电机仅限于利基应用，例如为火星毅力火星车等航天器提供动力，在这些航天器中，轻便、可靠的能源生产比价格更重要。
热电材料过于昂贵且污染严重，无法更广泛地使用，但用镁代替较重元素的新热电材料可能会改变这种情况，为可以找到更广泛用途的更好选择打开大门。
热电材料通过在热侧和冷侧之间产生电流来工作。不幸的是，如果材料像导电一样导热，温度就会均衡，从而切断电流。因此材料必须是隔热的，与轻金属相比，这种特性更常与重金属相关，因此该领域的科学家们专注于更大的原子。
当其他科学家尝试镁基材料时，他们惊讶地发现它们的效果出奇地好。
杜克大学的奥利维尔·德莱尔（OlivierDelaire）博士已经证实，这些材料Mg3Sb2和Mg3Bi2的工作效率是钙和镱的三倍，这些元素具有更多的质子和类似的化学性质，这也可以解释这一意外现象。
镁还具有相当显着的优势，即便宜、丰富且相对无污染。尽管它与钙具有这些特征，但其他试验过的材料并非如此。
德莱尔在一份声明中说：“传统的热电材料依赖于铅、铋和碲等重元素，这些元素对环境不太友好，而且含量也不是很丰富。但是，这些镁材料具有质量密度低，且热电导率却非常低。”此外，虽然高温热电效应很常见，但Mg3Sb2和Mg3Bi2在接近室温时工作良好。
尽管如此，德莱尔并不认为这些特定材料将成为热电发电的未来。地球上锑和铋含量不是特别丰富，而且锑的生产对环境污染特别严重。然而，正如大多数药物是对一种有前途但不完美的分子的改进，德莱尔希望迄今为止探索的两种镁基材料（属于称为Zintls的一类）将为更好的热电材料打开大门。
“在化学研究中，探索新材料的可能性通常涉及用一种元素替换另一种元素，只是为了看看会发生什么，”第一作者JingxuanDing说，“通常，我们在周期表中用化学上相似的元素来替换它们，使用Zintls的一大优点是我们可以尝试许多不同的元素和不同的组合。”
虽然这可以通过反复试验来完成，但JingxuanDing和德莱尔希望通过确定镁为何如此有效来缩短这个过程。他们了解到镁键会阻碍热传递。在它的存在下，将振动从材料温暖的一侧带到较冷的一侧的热波会相互干扰，而不是干净地传播。