Ang pag-aalok ng napapanatiling pinagkukunan ng kuryente ay isa sa pinakamahalagang hamon ng siglong ito. Ang mga larangan ng pananaliksik sa mga materyales sa pag-aani ng enerhiya ay nagmumula sa motibasyong ito, kabilang ang thermoelectric1, photovoltaic2 at thermophotovoltaics3. Bagama't kulang tayo sa mga materyales at aparato na may kakayahang mag-ani ng enerhiya sa hanay ng Joule, ang mga pyroelectric na materyales na maaaring mag-convert ng enerhiyang elektrikal sa mga pana-panahong pagbabago ng temperatura ay itinuturing na mga sensor4 at energy harvester5,6,7. Dito, nakabuo kami ng isang macroscopic thermal energy harvester sa anyo ng isang multilayer capacitor na gawa sa 42 gramo ng lead scandium tantalate, na gumagawa ng 11.2 J ng enerhiyang elektrikal bawat thermodynamic cycle. Ang bawat pyroelectric module ay maaaring makabuo ng density ng enerhiyang elektrikal hanggang 4.43 J cm-3 bawat cycle. Ipinapakita rin namin na ang dalawang naturang module na may bigat na 0.3 g ay sapat na upang patuloy na paganahin ang mga autonomous energy harvester na may mga naka-embed na microcontroller at temperature sensor. Panghuli, ipinapakita namin na para sa hanay ng temperatura na 10 K, ang mga multilayer capacitor na ito ay maaaring umabot sa 40% na kahusayan ng Carnot. Ang mga katangiang ito ay dahil sa (1) pagbabago ng ferroelectric phase para sa mataas na kahusayan, (2) mababang leakage current upang maiwasan ang mga pagkalugi, at (3) mataas na breakdown voltage. Ang mga macroscopic, scalable at episyenteng pyroelectric power harvester na ito ay muling nag-iisip ng thermoelectric power generation.
Kung ikukumpara sa spatial temperature gradient na kinakailangan para sa mga thermoelectric na materyales, ang pag-aani ng enerhiya ng mga thermoelectric na materyales ay nangangailangan ng temperature cycling sa paglipas ng panahon. Nangangahulugan ito ng isang thermodynamic cycle, na pinakamahusay na inilalarawan ng entropy (S)-temperature (T) diagram. Ipinapakita ng Figure 1a ang isang tipikal na ST plot ng isang non-linear pyroelectric (NLP) na materyal na nagpapakita ng field-driven ferroelectric-paraelectric phase transition sa scandium lead tantalate (PST). Ang mga asul at berdeng seksyon ng cycle sa ST diagram ay tumutugma sa na-convert na electrical energy sa Olson cycle (dalawang isothermal at dalawang isopole na seksyon). Dito, isinasaalang-alang namin ang dalawang cycle na may parehong pagbabago sa electric field (field on at off) at pagbabago ng temperatura ΔT, bagama't may magkaibang initial temperatures. Ang green cycle ay wala sa phase transition region at samakatuwid ay may mas maliit na area kaysa sa blue cycle na matatagpuan sa phase transition region. Sa ST diagram, mas malaki ang area, mas malaki ang nakolektang energy. Samakatuwid, ang phase transition ay dapat mangolekta ng mas maraming enerhiya. Ang pangangailangan para sa malawak na pag-ikot ng lugar sa NLP ay halos kapareho ng pangangailangan para sa mga aplikasyon ng electrothermal9, 10, 11, 12 kung saan ang mga PST multilayer capacitor (MLC) at mga PVDF-based terpolymer ay kamakailan lamang nagpakita ng mahusay na reverse performance. katayuan ng pagganap ng paglamig sa cycle 13,14,15,16. Samakatuwid, natukoy namin ang mga PST MLC na interesado para sa thermal energy harvesting. Ang mga sample na ito ay ganap na inilarawan sa mga pamamaraan at nailalarawan sa mga supplementary notes 1 (scanning electron microscopy), 2 (X-ray diffraction) at 3 (calorimetry).
a, Sketch ng isang entropy (S)-temperature (T) plot na may electric field na naka-on at naka-off na inilapat sa mga materyales ng NLP na nagpapakita ng mga phase transition. Dalawang energy collection cycle ang ipinapakita sa dalawang magkaibang temperature zone. Ang mga asul at berdeng cycle ay nangyayari sa loob at labas ng phase transition, ayon sa pagkakabanggit, at nagtatapos sa magkaibang rehiyon ng ibabaw. b, dalawang DE PST MLC unipolar rings, 1 mm ang kapal, na sinusukat sa pagitan ng 0 at 155 kV cm-1 sa 20 °C at 90 °C, ayon sa pagkakabanggit, at ang kaukulang Olsen cycles. Ang mga letrang ABCD ay tumutukoy sa iba't ibang estado sa Olson cycle. AB: Ang mga MLC ay sinisingil sa 155 kV cm-1 sa 20°C. BC: Ang MLC ay pinanatili sa 155 kV cm-1 at ang temperatura ay itinaas sa 90 °C. CD: Ang MLC ay naglalabas sa 90°C. DA: Ang MLC ay pinalamig sa 20°C sa zero field. Ang asul na lugar ay tumutugma sa input power na kinakailangan upang simulan ang cycle. Ang orange na lugar ay ang enerhiyang nakolekta sa isang cycle. c, itaas na panel, boltahe (itim) at kasalukuyang (pula) laban sa oras, sinusubaybayan sa parehong siklo ng Olson gaya ng b. Ang dalawang insert ay kumakatawan sa paglaki ng boltahe at kasalukuyang sa mga pangunahing punto sa siklo. Sa ibabang panel, ang dilaw at berdeng mga kurba ay kumakatawan sa kaukulang mga kurba ng temperatura at enerhiya, ayon sa pagkakabanggit, para sa isang 1 mm na kapal na MLC. Ang enerhiya ay kinakalkula mula sa mga kurba ng kasalukuyang at boltahe sa itaas na panel. Ang negatibong enerhiya ay tumutugma sa nakolektang enerhiya. Ang mga hakbang na tumutugma sa mga malalaking titik sa apat na pigura ay kapareho ng sa siklo ng Olson. Ang siklo ng AB'CD ay tumutugma sa siklo ng Stirling (karagdagang tala 7).
kung saan ang E at D ay ang electric field at ang electric displacement field, ayon sa pagkakabanggit. Ang Nd ay maaaring makuha nang hindi direkta mula sa DE circuit (Fig. 1b) o direkta sa pamamagitan ng pagsisimula ng isang thermodynamic cycle. Ang mga pinakakapaki-pakinabang na pamamaraan ay inilarawan ni Olsen sa kanyang pangunguna sa pagkolekta ng pyroelectric energy noong 1980s17.
Sa fig. 1b ay makikita ang dalawang monopolar DE loops na may kapal na 1 mm na mga specimen ng PST-MLC na pinagsama-sama sa 20 °C at 90 °C, ayon sa pagkakabanggit, sa hanay na 0 hanggang 155 kV cm-1 (600 V). Ang dalawang cycle na ito ay maaaring gamitin upang hindi direktang kalkulahin ang enerhiyang nakolekta ng Olson cycle na ipinapakita sa Figure 1a. Sa katunayan, ang Olsen cycle ay binubuo ng dalawang isofield branch (dito, zero field sa DA branch at 155 kV cm-1 sa BC branch) at dalawang isothermal branch (dito, 20°С at 20°С sa AB branch). C sa CD branch) Ang enerhiyang nakolekta sa panahon ng cycle ay tumutugma sa mga orange at blue na rehiyon (EdD integral). Ang nakolektang enerhiya na Nd ay ang pagkakaiba sa pagitan ng input at output energy, ibig sabihin, ang orange area lamang sa fig. 1b. Ang partikular na Olson cycle na ito ay nagbibigay ng Nd energy density na 1.78 J cm-3. Ang Stirling cycle ay isang alternatibo sa Olson cycle (Karagdagang Tala 7). Dahil mas madaling maabot ang constant charge stage (open circuit), ang energy density na nakuha mula sa Fig. 1b (cycle AB'CD) ay umaabot sa 1.25 J cm-3. Ito ay 70% lamang ng kayang kolektahin ng Olson cycle, ngunit nagagawa ito ng mga simpleng kagamitan sa pag-aani.
Bukod pa rito, direkta naming sinukat ang enerhiyang nakolekta sa panahon ng Olson cycle sa pamamagitan ng pagpapagana sa PST MLC gamit ang isang Linkam temperature control stage at isang source meter (paraan). Ang Figure 1c sa itaas at sa kani-kanilang mga inset ay nagpapakita ng current (pula) at voltage (itim) na nakolekta sa parehong 1 mm na kapal na PST MLC gaya ng para sa DE loop na dumadaan sa parehong Olson cycle. Ang current at voltage ay nagbibigay-daan upang kalkulahin ang nakolektang enerhiya, at ang mga curve ay ipinapakita sa fig. 1c, ibaba (berde) at temperatura (dilaw) sa buong cycle. Ang mga letrang ABCD ay kumakatawan sa parehong Olson cycle sa Fig. 1. Ang MLC charging ay nangyayari sa panahon ng AB leg at isinasagawa sa isang mababang current (200 µA), kaya maayos na makontrol ng SourceMeter ang charging. Ang bunga ng pare-parehong initial current na ito ay ang voltage curve (black curve) ay hindi linear dahil sa non-linear potential displacement field na D PST (Fig. 1c, top inset). Sa pagtatapos ng charging, 30 mJ ng electrical energy ang nakaimbak sa MLC (point B). Pagkatapos ay umiinit ang MLC at isang negatibong kuryente (at samakatuwid ay isang negatibong kuryente) ang nalilikha habang ang boltahe ay nananatili sa 600 V. Pagkatapos ng 40 segundo, nang ang temperatura ay umabot sa isang plateau na 90 °C, ang kuryenteng ito ay nabayaran, bagama't ang step sample ay nakalikha sa circuit ng kuryenteng 35 mJ sa panahon ng isofield na ito (pangalawang inset sa Fig. 1c, itaas). Ang boltahe sa MLC (branch CD) ay pagkatapos ay nababawasan, na nagreresulta sa karagdagang 60 mJ ng gawaing elektrikal. Ang kabuuang output energy ay 95 mJ. Ang nakolektang enerhiya ay ang pagkakaiba sa pagitan ng input at output energy, na nagbibigay ng 95 – 30 = 65 mJ. Ito ay katumbas ng energy density na 1.84 J cm-3, na napakalapit sa Nd na nakuha mula sa DE ring. Ang reproducibility ng Olson cycle na ito ay malawakang nasubukan (Karagdagang Tala 4). Sa pamamagitan ng karagdagang pagtaas ng boltahe at temperatura, nakamit namin ang 4.43 J cm-3 gamit ang mga Olsen cycle sa isang 0.5 mm na kapal na PST MLC sa hanay ng temperatura na 750 V (195 kV cm-1) at 175 °C (Karagdagang Tala 5). Ito ay apat na beses na mas mataas kaysa sa pinakamahusay na pagganap na naiulat sa literatura para sa mga direktang Olson cycle at nakuha sa mga manipis na pelikula ng Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1.06 J cm-3)18 (cm. Karagdagang Talahanayan 1 para sa higit pang mga halaga sa literatura). Naabot ang performance na ito dahil sa napakababang leakage current ng mga MLC na ito (<10−7 A sa 750 V at 180 °C, tingnan ang mga detalye sa Supplementary Note 6)—isang mahalagang puntong binanggit nina Smith et al.19—kabaligtaran ng mga materyales na ginamit sa mga naunang pag-aaral17,20. Naabot ang performance na ito dahil sa napakababang leakage current ng mga MLC na ito (<10−7 A sa 750 V at 180 °C, tingnan ang mga detalye sa Supplementary Note 6)—isang mahalagang puntong binanggit nina Smith et al.19—kabaligtaran ng mga materyales na ginamit sa mga naunang pag-aaral17,20. Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих MLC (<10–7 А при 750 В и 180 °C, росм. дополнительном примечании 6) — критический момент, упомянутый Смитом и др. 19 — в отличие от к материалам, использованным в более ранних исследованиях17,20. Nakamit ang mga katangiang ito dahil sa napakababang leakage current ng mga MLC na ito (<10–7 A sa 750 V at 180 °C, tingnan ang Supplementary Note 6 para sa mga detalye) – isang kritikal na puntong binanggit nina Smith et al. 19 – kabaligtaran sa mga materyales na ginamit sa mga naunang pag-aaral 17,20.由于这些 MLC 的泄漏电流非常低（在750 V 和180 °C 时<10-7 A，请参见补充说明6 中丯的详等人19 提到的关键点——相比之下，已经达到了这种性能到早期研究中使用的17,20。由于 这些 mlc 的 泄漏 非常 （在 在 在 750 V 和 180 ° C 时 <10-7 A ， 参见 补充 说明 说明 6信息））））） — 等 人 19 提到 关键 关键 点 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比下相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下，已经达到了这种性能到早期研究中使用的材料17.20。 Поскольку ток утечки этих MLC очень низкий (<10–7 А при 750 В и 180 °C, см. подробности в дополнительноч пилнительном пилничольном пилячки6) момент, упомянутый Смитом и др. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики. Dahil napakababa ng leakage current ng mga MLC na ito (<10–7 A sa 750 V at 180 °C, tingnan ang Supplementary Note 6 para sa mga detalye) – isang mahalagang puntong binanggit nina Smith et al. 19 – para sa paghahambing, nakamit ang mga performance na ito.sa mga materyales na ginamit sa mga naunang pag-aaral 17,20.
Ang parehong mga kondisyon (600 V, 20–90 °C) ay inilapat sa Stirling cycle (Karagdagang tala 7). Gaya ng inaasahan mula sa mga resulta ng DE cycle, ang ani ay 41.0 mJ. Isa sa mga pinakakapansin-pansing katangian ng mga Stirling cycle ay ang kanilang kakayahang palakasin ang paunang boltahe sa pamamagitan ng thermoelectric effect. Naobserbahan namin ang isang voltage gain na hanggang 39 (mula sa paunang boltahe na 15 V hanggang sa isang end voltage na hanggang 590 V, tingnan ang Supplementary Fig. 7.2).
Isa pang natatanging katangian ng mga MLC na ito ay ang mga ito ay mga bagay na makroskopiko na sapat ang laki upang mangolekta ng enerhiya sa hanay ng joule. Samakatuwid, gumawa kami ng isang prototype harvester (HARV1) gamit ang 28 MLC PST na may kapal na 1 mm, kasunod ng parehong disenyo ng parallel plate na inilarawan ni Torello et al.14, sa isang 7×4 matrix gaya ng ipinapakita sa Fig. Ang dielectric fluid na nagdadala ng init sa manifold ay inililipat ng isang peristaltic pump sa pagitan ng dalawang reservoir kung saan ang temperatura ng fluid ay pinapanatiling pare-pareho (pamamaraan). Mangolekta ng hanggang 3.1 J gamit ang Olson cycle na inilarawan sa fig. 2a, mga isothermal na rehiyon sa 10°C at 125°C at mga isofield na rehiyon sa 0 at 750 V (195 kV cm-1). Ito ay katumbas ng density ng enerhiya na 3.14 J cm-3. Gamit ang combine na ito, ang mga sukat ay kinuha sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon (Fig. 2b). Tandaan na ang 1.8 J ay nakuha sa hanay ng temperatura na 80 °C at boltahe na 600 V (155 kV cm-1). Ito ay naaayon sa naunang nabanggit na 65 mJ para sa 1 mm na kapal na PST MLC sa ilalim ng parehong mga kondisyon (28 × 65 = 1820 mJ).
a, Eksperimental na pag-setup ng isang binuong prototype ng HARV1 batay sa 28 MLC PST na 1 mm ang kapal (4 na hanay × 7 kolum) na tumatakbo sa mga Olson cycle. Para sa bawat isa sa apat na hakbang ng cycle, ang temperatura at boltahe ay ibinibigay sa prototype. Ang computer ay nagpapatakbo ng isang peristaltic pump na nagpapaikot ng dielectric fluid sa pagitan ng malamig at mainit na mga reservoir, dalawang balbula, at isang pinagmumulan ng kuryente. Gumagamit din ang computer ng mga thermocouple upang mangolekta ng data sa boltahe at kasalukuyang ibinibigay sa prototype at ang temperatura ng combine mula sa power supply. b, Enerhiya (kulay) na nakolekta ng aming 4×7 MLC prototype laban sa saklaw ng temperatura (X-axis) at boltahe (Y-axis) sa iba't ibang eksperimento.
Ang mas malaking bersyon ng harvester (HARV2) na may 60 PST MLC na 1 mm ang kapal at 160 PST MLC na 0.5 mm ang kapal (41.7 g na aktibong pyroelectric material) ay nagbigay ng 11.2 J (Karagdagang Tala 8). Noong 1984, gumawa si Olsen ng isang energy harvester batay sa 317 g ng isang tin-doped Pb(Zr,Ti)O3 compound na may kakayahang makabuo ng 6.23 J ng kuryente sa temperaturang humigit-kumulang 150 °C (ref. 21). Para sa combine na ito, ito lamang ang iba pang halagang magagamit sa hanay ng joule. Nakakuha ito ng mahigit kalahati lamang ng halagang nakamit namin at halos pitong beses ang kalidad. Nangangahulugan ito na ang energy density ng HARV2 ay 13 beses na mas mataas.
Ang HARV1 cycle period ay 57 segundo. Ito ay nakalikha ng 54 mW ng kuryente na may 4 na hanay ng 7 haligi ng 1 mm na kapal na MLC sets. Para mas mapalawak pa ito, gumawa kami ng ikatlong combine (HARV3) na may 0.5mm na kapal na PST MLC at katulad na setup sa HARV1 at HARV2 (Supplementary Note 9). Sinukat namin ang thermalization time na 12.5 segundo. Ito ay katumbas ng cycle time na 25 segundo (Supplementary Fig. 9). Ang nakolektang enerhiya (47 mJ) ay nagbibigay ng electrical power na 1.95 mW bawat MLC, na siya namang nagbibigay-daan sa amin na isipin na ang HARV2 ay nakakalikha ng 0.55 W (humigit-kumulang 1.95 mW × 280 PST MLC na 0.5 mm ang kapal). Bilang karagdagan, ginaya namin ang heat transfer gamit ang Finite Element Simulation (COMSOL, Supplementary Note 10 at Supplementary Tables 2–4) na naaayon sa mga eksperimento sa HARV1. Ang pagmomodelo ng may hangganang elemento ay nagbigay-daan upang mahulaan ang mga halaga ng kuryente na halos isang order ng magnitude na mas mataas (430 mW) para sa parehong bilang ng mga haligi ng PST sa pamamagitan ng pagpapanipis ng MLC sa 0.2 mm, paggamit ng tubig bilang coolant, at pagpapanumbalik ng matrix sa 7 hilera. × 4 na haligi (bilang karagdagan sa , mayroong 960 mW kapag ang tangke ay nasa tabi ng combine, Karagdagang Larawan 10b).
Upang maipakita ang kapakinabangan ng kolektor na ito, isang Stirling cycle ang inilapat sa isang stand-alone demonstrator na binubuo lamang ng dalawang 0.5 mm na kapal na PST MLC bilang mga heat collector, isang high voltage switch, isang low voltage switch na may storage capacitor, isang DC/DC converter, isang low power microcontroller, dalawang thermocouple at boost converter (Karagdagang Tala 11). Kinakailangan ng circuit na ang storage capacitor ay unang i-charge sa 9V at pagkatapos ay tatakbo nang awtomatiko habang ang temperatura ng dalawang MLC ay mula -5°C hanggang 85°C, dito sa mga cycle na 160 s (ilang cycle ang ipinapakita sa Supplementary Note 11). Kapansin-pansin, ang dalawang MLC na may bigat lamang na 0.3g ay maaaring awtomatikong kontrolin ang malaking sistemang ito. Ang isa pang kawili-wiling tampok ay ang low voltage converter ay may kakayahang i-convert ang 400V sa 10-15V na may 79% na kahusayan (Karagdagang Tala 11 at Supplementary Figure 11.3).
Panghuli, sinuri namin ang kahusayan ng mga MLC module na ito sa pag-convert ng thermal energy tungo sa electrical energy. Ang quality factor η ng efficiency ay binibigyang kahulugan bilang ang ratio ng density ng nakolektang electrical energy na Nd sa density ng ibinibigay na heat na Qin (Karagdagang tala 12):
Ipinapakita ng mga Figure 3a,b ang kahusayan η at proporsyonal na kahusayan ηr ng Olsen cycle, ayon sa pagkakabanggit, bilang isang function ng saklaw ng temperatura ng isang 0.5 mm na kapal na PST MLC. Ang parehong set ng datos ay ibinigay para sa isang electric field na 195 kV cm-1. Ang kahusayan \(\this\) ay umaabot sa 1.43%, na katumbas ng 18% ng ηr. Gayunpaman, para sa saklaw ng temperatura na 10 K mula 25 °C hanggang 35 °C, ang ηr ay umaabot sa mga halagang hanggang 40% (asul na kurba sa Fig. 3b). Ito ay doble sa kilalang halaga para sa mga materyales ng NLP na naitala sa mga PMN-PT film (ηr = 19%) sa saklaw ng temperatura na 10 K at 300 kV cm-1 (Ref. 18). Ang mga saklaw ng temperatura na mas mababa sa 10 K ay hindi isinaalang-alang dahil ang thermal hysteresis ng PST MLC ay nasa pagitan ng 5 at 8 K. Ang pagkilala sa positibong epekto ng mga phase transition sa kahusayan ay kritikal. Sa katunayan, ang pinakamainam na halaga ng η at ηr ay halos lahat nakukuha sa paunang temperatura na Ti = 25°C sa Mga Larawan 3a,b. Ito ay dahil sa isang malapit na paglipat ng yugto kapag walang inilapat na field at ang temperaturang Curie na TC ay nasa bandang 20 °C sa mga MLC na ito (Karagdagang tala 13).
a,b, ang kahusayan η at ang proporsyonal na kahusayan ng siklo ng Olson (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot}} para sa pinakamataas na kuryente sa pamamagitan ng isang field na 195 kV cm-1 at iba't ibang paunang temperatura Ti, }}\,\)(b) para sa MPC PST na 0.5 mm ang kapal, depende sa agwat ng temperatura na ΔTspan.
Ang huling obserbasyon ay may dalawang mahahalagang implikasyon: (1) ang anumang epektibong pag-ikot ay dapat magsimula sa mga temperaturang mas mataas sa TC para mangyari ang isang field-induced phase transition (mula paraelectric patungong ferroelectric); (2) ang mga materyales na ito ay mas mahusay sa mga oras ng pagtakbo na malapit sa TC. Bagama't ipinapakita ang malawakang kahusayan sa aming mga eksperimento, ang limitadong saklaw ng temperatura ay hindi nagpapahintulot sa amin na makamit ang malalaking absolute efficiencies dahil sa Carnot limit (\(\Delta T/T\)). Gayunpaman, ang mahusay na kahusayan na ipinakita ng mga PST MLC na ito ay nagbibigay-katwiran kay Olsen nang banggitin niya na "ang isang mainam na class 20 regenerative thermoelectric motor na tumatakbo sa mga temperatura sa pagitan ng 50 °C at 250 °C ay maaaring magkaroon ng kahusayan na 30%"17. Upang maabot ang mga halagang ito at masubukan ang konsepto, magiging kapaki-pakinabang ang paggamit ng mga doped PST na may iba't ibang TC, gaya ng pinag-aralan nina Shebanov at Borman. Ipinakita nila na ang TC sa PST ay maaaring mag-iba mula 3°C (Sb doping) hanggang 33°C (Ti doping) 22. Samakatuwid, ipinapalagay namin na ang mga susunod na henerasyon ng pyroelectric regenerator na nakabatay sa mga doped PST MLC o iba pang materyales na may malakas na first order phase transition ay maaaring makipagkumpitensya sa pinakamahuhusay na power harvester.
Sa pag-aaral na ito, sinuri namin ang mga MLC na gawa mula sa PST. Ang mga aparatong ito ay binubuo ng isang serye ng mga Pt at PST electrodes, kung saan ang ilang mga capacitor ay konektado nang parallel. Pinili ang PST dahil ito ay isang mahusay na materyal na EC at samakatuwid ay isang potensyal na mahusay na materyal na NLP. Nagpapakita ito ng isang matalas na first-order ferroelectric-paraelectric phase transition sa paligid ng 20 °C, na nagpapahiwatig na ang mga pagbabago sa entropy nito ay katulad ng mga ipinapakita sa Fig. 1. Ang mga katulad na MLC ay ganap na nailarawan para sa mga EC13,14 device. Sa pag-aaral na ito, gumamit kami ng 10.4 × 7.2 × 1 mm³ at 10.4 × 7.2 × 0.5 mm³ MLCs. Ang mga MLC na may kapal na 1 mm at 0.5 mm ay ginawa mula sa 19 at 9 na layer ng PST na may kapal na 38.6 µm, ayon sa pagkakabanggit. Sa parehong mga kaso, ang panloob na layer ng PST ay inilagay sa pagitan ng 2.05 µm na kapal na platinum electrodes. Ipinapalagay ng disenyo ng mga MLC na ito na 55% ng mga PST ay aktibo, na katumbas ng bahagi sa pagitan ng mga electrode (Karagdagang Tala 1). Ang lawak ng aktibong electrode ay 48.7 mm2 (Karagdagang Talahanayan 5). Ang MLC PST ay inihanda sa pamamagitan ng solid phase reaction at casting method. Ang mga detalye ng proseso ng paghahanda ay inilarawan na sa isang nakaraang artikulo14. Isa sa mga pagkakaiba sa pagitan ng PST MLC at ng nakaraang artikulo ay ang pagkakasunud-sunod ng mga B-site, na lubos na nakakaapekto sa pagganap ng EC sa PST. Ang pagkakasunud-sunod ng mga B-site ng PST MLC ay 0.75 (Karagdagang Talahanayan 2) na nakuha sa pamamagitan ng sintering sa 1400°C na sinusundan ng daan-daang oras na annealing sa 1000°C. Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa PST MLC, tingnan ang Mga Supplementary Notes 1-3 at Supplementary Table 5.
Ang pangunahing konsepto ng pag-aaral na ito ay batay sa Olson cycle (Larawan 1). Para sa ganitong cycle, kailangan natin ng isang mainit at malamig na reservoir at isang power supply na may kakayahang subaybayan at kontrolin ang boltahe at kuryente sa iba't ibang MLC module. Ang mga direktang cycle na ito ay gumamit ng dalawang magkaibang configuration, katulad ng (1) mga Linkam module na nagpapainit at nagpapalamig ng isang MLC na konektado sa isang Keithley 2410 power source, at (2) tatlong prototype (HARV1, HARV2 at HARV3) nang parallel na may parehong pinagmumulan ng enerhiya. Sa huling kaso, isang dielectric fluid (silicone oil na may lagkit na 5 cP sa 25°C, binili mula sa Sigma Aldrich) ang ginamit para sa pagpapalitan ng init sa pagitan ng dalawang reservoir (mainit at malamig) at ng MLC. Ang thermal reservoir ay binubuo ng isang lalagyang salamin na puno ng dielectric fluid at inilagay sa ibabaw ng thermal plate. Ang cold storage ay binubuo ng isang water bath na may mga liquid tube na naglalaman ng dielectric fluid sa isang malaking plastik na lalagyan na puno ng tubig at yelo. Dalawang three-way pinch valve (binili mula sa Bio-Chem Fluidics) ang inilagay sa magkabilang dulo ng combine upang maayos na mailipat ang fluid mula sa isang reservoir patungo sa isa pa (Figure 2a). Upang matiyak ang thermal equilibrium sa pagitan ng PST-MLC package at ng coolant, pinalawig ang cycle period hanggang sa ang inlet at outlet thermocouples (na pinakamalapit hangga't maaari sa PST-MLC package) ay magpakita ng parehong temperatura. Pinamamahalaan at sini-synchronize ng Python script ang lahat ng instrumento (source meter, pump, valve, at thermocouple) upang patakbuhin ang tamang Olson cycle, ibig sabihin, ang coolant loop ay nagsisimulang umikot sa PST stack pagkatapos ma-charge ang source meter upang uminit ang mga ito sa nais na inilapat na boltahe para sa ibinigay na Olson cycle.
Bilang kahalili, kinumpirma namin ang mga direktang pagsukat na ito ng nakolektang enerhiya gamit ang mga hindi direktang pamamaraan. Ang mga hindi direktang pamamaraang ito ay batay sa mga loop ng electric displacement (D) – electric field (E) field na nakolekta sa iba't ibang temperatura, at sa pamamagitan ng pagkalkula ng lugar sa pagitan ng dalawang DE loop, maaaring tumpak na matantya kung gaano karaming enerhiya ang maaaring makolekta, tulad ng ipinapakita sa pigura sa pigura 2. .1b. Ang mga DE loop na ito ay kinokolekta rin gamit ang mga Keithley source meter.
Dalawampu't walong 1 mm na kapal na PST MLC ang binuo sa isang 4-row, 7-column na parallel plate structure ayon sa disenyong inilarawan sa sanggunian. 14. Ang fluid gap sa pagitan ng mga hanay ng PST-MLC ay 0.75mm. Nakakamit ito sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga piraso ng double-sided tape bilang liquid spacers sa paligid ng mga gilid ng PST MLC. Ang PST MLC ay konektado sa kuryente nang parallel gamit ang isang silver epoxy bridge na nakadikit sa mga electrode lead. Pagkatapos nito, ang mga wire ay idinikit gamit ang silver epoxy resin sa bawat gilid ng mga electrode terminal para sa koneksyon sa power supply. Panghuli, ipasok ang buong istraktura sa polyolefin hose. Ang huli ay idinikit sa fluid tube upang matiyak ang wastong pagbubuklod. Panghuli, ang 0.25 mm na kapal na K-type thermocouples ay itinayo sa bawat dulo ng istruktura ng PST-MLC upang masubaybayan ang temperatura ng inlet at outlet ng likido. Upang gawin ito, dapat munang butasin ang hose. Pagkatapos i-install ang thermocouple, ilapat ang parehong adhesive gaya ng dati sa pagitan ng thermocouple hose at wire upang maibalik ang selyo.
Walong magkakahiwalay na prototype ang ginawa, apat sa mga ito ay may 40 MLC PST na may kapal na 0.5 mm na nakabahagi bilang mga parallel plate na may 5 column at 8 row, at ang natitirang apat ay may 15 MLC PST na may kapal na 1 mm bawat isa, sa 3-column × 5-row parallel plate structure. Ang kabuuang bilang ng mga PST MLC na ginamit ay 220 (160 na may kapal na 0.5 mm at 60 PST MLC na may kapal na 1 mm). Tinatawag namin ang dalawang subunit na ito na HARV2_160 at HARV2_60. Ang liquid gap sa prototype na HARV2_160 ay binubuo ng dalawang double-sided tape na may kapal na 0.25 mm na may kawad na 0.25 mm sa pagitan ng mga ito. Para sa prototype ng HARV2_60, inulit namin ang parehong pamamaraan, ngunit gamit ang kawad na may kapal na 0.38 mm. Para sa symmetry, ang HARV2_160 at HARV2_60 ay may kani-kanilang fluid circuit, pump, valve at cold side (Karagdagang Tala 8). Dalawang yunit ng HARV2 ang naghahati sa isang imbakan ng init, isang 3 litrong lalagyan (30 cm x 20 cm x 5 cm) sa dalawang hot plate na may umiikot na magnet. Ang lahat ng walong indibidwal na prototype ay konektado sa kuryente nang parallel. Ang mga subunit ng HARV2_160 at HARV2_60 ay sabay na gumagana sa Olson cycle na nagreresulta sa isang ani ng enerhiya na 11.2 J.
Maglagay ng 0.5mm na kapal na PST MLC sa polyolefin hose gamit ang double sided tape at alambre sa magkabilang gilid upang lumikha ng espasyo para sa daloy ng likido. Dahil sa maliit na sukat nito, ang prototype ay inilagay sa tabi ng balbula ng mainit o malamig na reservoir, na nagpapaliit sa oras ng pag-ikot.
Sa PST MLC, isang pare-parehong electric field ang inilalapat sa pamamagitan ng paglalapat ng pare-parehong boltahe sa heating branch. Bilang resulta, isang negatibong thermal current ang nalilikha at enerhiya ang naiimbak. Pagkatapos painitin ang PST MLC, ang field ay inaalis (V = 0), at ang enerhiyang nakaimbak dito ay ibinabalik sa source counter, na katumbas ng isa pang kontribusyon ng nakolektang enerhiya. Panghuli, kapag inilapat ang boltahe na V = 0, ang mga MLC PST ay pinapalamig sa kanilang paunang temperatura upang ang cycle ay makapagsimula muli. Sa yugtong ito, ang enerhiya ay hindi nakolekta. Pinatakbo namin ang Olsen cycle gamit ang isang Keithley 2410 SourceMeter, sinisingil ang PST MLC mula sa isang pinagmumulan ng boltahe at itinakda ang current match sa naaangkop na halaga upang ang sapat na mga puntos ay nakolekta sa panahon ng charging phase para sa maaasahang mga kalkulasyon ng enerhiya.
Sa mga siklo ng Stirling, ang mga PST MLC ay sinisingil sa voltage source mode sa isang paunang halaga ng electric field (paunang boltahe na Vi > 0), isang ninanais na compliance current upang ang hakbang ng pag-charge ay tumagal ng humigit-kumulang 1 s (at nakakalap ng sapat na mga punto para sa isang maaasahang kalkulasyon ng enerhiya) at malamig na temperatura. Sa mga siklo ng Stirling, ang mga PST MLC ay sinisingil sa voltage source mode sa isang paunang halaga ng electric field (paunang boltahe na Vi > 0), isang ninanais na compliance current upang ang hakbang ng pag-charge ay tumagal ng humigit-kumulang 1 s (at nakakalap ng sapat na mga punto para sa isang maaasahang kalkulasyon ng enerhiya) at malamig na temperatura. В циклах Стирлинга PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном значении электрического поля (начальрь > Via) желаемом податливом токе, так что этап зарядки занимает около 1 с (и набирается достаточное количество точогает для для энергия) и холодная температура. Sa mga siklo ng Stirling PST MLC, ang mga ito ay sinisingil sa voltage source mode sa paunang halaga ng electric field (paunang boltahe na Vi > 0), ang nais na yield current, kaya ang yugto ng pag-charge ay tumatagal ng humigit-kumulang 1 segundo (at sapat na bilang ng mga punto ang nakolekta para sa isang maaasahang kalkulasyon ng enerhiya) at malamig na temperatura.在斯特林循环中，PST MLC 在电压源模式下以初始电场值（初始电压Vi > 0）充电，所需的顺应电流使得充电步骤大约需要1秒（并且收集了足够的点以可靠地计算能量）和低温。 Sa master cycle, ang PST MLC ay sinisingil sa paunang halaga ng electric field (paunang boltahe na Vi > 0) sa voltage source mode, kaya ang kinakailangang compliance current ay tumatagal ng humigit-kumulang 1 segundo para sa hakbang ng pag-charge (at nakakolekta kami ng sapat na mga puntos upang mapagkakatiwalaang kalkulahin (enerhiya) at mababang temperatura. В цикле Стирлинга PST MLC заряжается в режиме источника напряжения с начальным значением электрического поля (начальения с начальным значением электрического поля (начальения) требуемый ток податливости таков, что этап зарядки занимает около 1 с (и набирается достаточное количество точство точик, радчство точсик энергию) и низкие температуры. Sa siklo ng Stirling, ang PST MLC ay sinisingil sa voltage source mode na may paunang halaga ng electric field (paunang boltahe na Vi > 0), ang kinakailangang compliance current ay kung paano ang yugto ng pag-charge ay tumatagal ng humigit-kumulang 1 segundo (at isang sapat na bilang ng mga punto ang nakolekta upang mapagkakatiwalaang kalkulahin ang enerhiya) at mababang temperatura.Bago uminit ang PST MLC, buksan ang circuit sa pamamagitan ng paglalapat ng matching current na I = 0 mA (ang minimum na matching current na kayang hawakan ng ating measuring source ay 10 nA). Bilang resulta, may nananatili na charge sa PST ng MJK, at tumataas ang boltahe habang umiinit ang sample. Walang enerhiyang naipon sa arm BC dahil I = 0 mA. Pagkatapos maabot ang mataas na temperatura, tumataas ang boltahe sa MLT FT (sa ilang mga kaso ay higit sa 30 beses, tingnan ang karagdagang fig. 7.2), ang MLK FT ay naglalabas ng kuryente (V = 0), at ang enerhiyang elektrikal ay iniimbak sa mga ito nang pareho sa kanilang unang charge. Ang parehong current correspondence ay ibinabalik sa meter-source. Dahil sa voltage gain, ang nakaimbak na enerhiya sa mataas na temperatura ay mas mataas kaysa sa ibinigay sa simula ng cycle. Dahil dito, ang enerhiya ay nakukuha sa pamamagitan ng pag-convert ng init sa kuryente.
Gumamit kami ng Keithley 2410 SourceMeter upang subaybayan ang boltahe at kasalukuyang inilalapat sa PST MLC. Ang katumbas na enerhiya ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagsasama ng produkto ng boltahe at kasalukuyang nabasa ng source meter ni Keithley, \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\left(t\ right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\), kung saan ang τ ay ang panahon ng panahon. Sa aming kurba ng enerhiya, ang mga positibong halaga ng enerhiya ay nangangahulugang ang enerhiyang kailangan nating ibigay sa MLC PST, at ang mga negatibong halaga ay nangangahulugang ang enerhiyang kinukuha natin mula sa mga ito at samakatuwid ay ang enerhiyang natatanggap. Ang relatibong kapangyarihan para sa isang partikular na siklo ng koleksyon ay natutukoy sa pamamagitan ng paghahati ng nakolektang enerhiya sa panahon τ ng buong siklo.
Ang lahat ng datos ay inilahad sa pangunahing teksto o sa karagdagang impormasyon. Ang mga liham at kahilingan para sa mga materyales ay dapat ipadala sa pinagmulan ng datos ng AT o ED na kasama ng artikulong ito.
Ando Junior, OH, Maran, ALO at Henao, NC Isang pagsusuri sa pag-unlad at aplikasyon ng mga thermoelectric microgenerator para sa pag-aani ng enerhiya. Ando Junior, OH, Maran, ALO at Henao, NC Isang pagsusuri sa pag-unlad at aplikasyon ng mga thermoelectric microgenerator para sa pag-aani ng enerhiya.Ando Junior, Ohio, Maran, ALO at Henao, NC Pangkalahatang-ideya ng pag-unlad at aplikasyon ng mga thermoelectric microgenerator para sa pag-aani ng enerhiya. Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC 回顾用于能量收集的热电微型发电机的开发和应用。 Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NCPinag-iisipan ng Ando Junior, Ohio, Maran, ALO, at Henao, NC ang pagbuo at paggamit ng mga thermoelectric microgenerator para sa pag-aani ng enerhiya.resume. suporta. Energy Rev. 91, 376–393 (2018).
Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Mga materyales na photovoltaic: kasalukuyang kahusayan at mga hamon sa hinaharap. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Mga materyales na photovoltaic: kasalukuyang kahusayan at mga hamon sa hinaharap.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. at Sinke, VK Mga materyales na photovoltaic: kasalukuyang pagganap at mga hamon sa hinaharap. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC 光伏材料：目前的效率和未来的挑战。 Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Mga materyales na solar: kasalukuyang kahusayan at mga hamon sa hinaharap.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. at Sinke, VK Mga materyales na photovoltaic: kasalukuyang pagganap at mga hamon sa hinaharap.Agham 352, aad4424 (2016).
Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Magkaugnay na pyro-piezoelectric effect para sa sabay-sabay na self-powered na pagtukoy sa temperatura at presyon. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Magkadugtong na pyro-piezoelectric na epekto para sa sabay-sabay na pagtukoy sa temperatura at presyon na pinapagana ng sarili.Song K., Zhao R., Wang ZL at Yan Yu. Pinagsamang pyropiezoelectric effect para sa autonomous na sabay-sabay na pagsukat ng temperatura at presyon. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. 用于自供电同时温度和压力传感的联合热压电效应。 Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Para sa self-powering kasabay ng temperatura at presyon.Song K., Zhao R., Wang ZL at Yan Yu. Pinagsamang thermopiezoelectric effect para sa autonomous na sabay-sabay na pagsukat ng temperatura at presyon.Ipasa. alma mater 31, 1902831 (2019).
Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Pag-aani ng enerhiya batay sa mga siklo ng pyroelectric ng Ericsson sa isang relaxor ferroelectric ceramic. Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Pag-aani ng enerhiya batay sa mga siklo ng pyroelectric ng Ericsson sa isang relaxor ferroelectric ceramic.Sebald G., Prouvost S. at Guyomar D. Pag-aani ng enerhiya batay sa mga pyroelectric na siklo ng Ericsson sa mga relaxor ferroelectric na seramika.Sebald G., Prouvost S. at Guyomar D. Pag-aani ng enerhiya sa mga relaxor ferroelectric ceramics batay sa Ericsson pyroelectric cycling. Smart alma mater. Istruktura. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Mga susunod na henerasyong electrocaloric at pyroelectric na materyales para sa solid-state electrothermal energy interconversion. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Mga susunod na henerasyong electrocaloric at pyroelectric na materyales para sa solid-state electrothermal energy interconversion. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материалы следующего завилего покиля преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Mga susunod na henerasyon ng electrocaloric at pyroelectric na materyales para sa solid state electrothermal energy interconversion. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW 用于固态电热能相互转换的下一代电热和热释电。 Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. at Whatmore, RW Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материалы следующего завилего покиля преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Mga susunod na henerasyon ng electrocaloric at pyroelectric na materyales para sa solid state electrothermal energy interconversion.Lady Bull. 39, 1099–1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Pamantayan at pigura-ng-merito para sa pagbibilang ng pagganap ng mga pyroelectric nanogenerator. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Pamantayan at pigura-ng-merito para sa pagbibilang ng pagganap ng mga pyroelectric nanogenerator.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL at Yang, Yu. Isang pamantayan at marka ng kalidad para sa pagbibilang ng pagganap ng mga pyroelectric nanogenerator. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. 用于量化热释电纳米发电机性能的标准和品质因数。 Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL at Yang, Yu. Mga pamantayan at sukatan ng pagganap para sa pagbibilang ng pagganap ng isang pyroelectric nanogenerator.Nano Enerhiya 55, 534–540 (2019).
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Mga siklo ng electrocaloric cooling sa lead scandium tantalate na may tunay na regenerasyon sa pamamagitan ng field variation. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Mga siklo ng electrocaloric cooling sa lead scandium tantalate na may tunay na regenerasyon sa pamamagitan ng field variation.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. at Mathur, ND Mga siklo ng paglamig na elektrokaloriko sa lead-scandium tantalate na may tunay na pagbabagong-buhay sa pamamagitan ng pagbabago sa larangan. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND 钽酸钪铅的电热冷却循环，通过场变化实现真正的再生。 Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. Tantalum酸钪钪钪钪钪钪钪钪电求的电池水水水水水气水在电影在在线电影。Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. at Mathur, ND Isang electrothermal cooling cycle ng scandium-lead tantalate para sa tunay na regenerasyon sa pamamagitan ng field reversal.pisika Rev. X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Mga materyales na may kalori malapit sa mga transisyon ng ferroic phase. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Mga materyales na may kalori malapit sa mga transisyon ng ferroic phase.Moya, X., Kar-Narayan, S. at Mathur, ND Mga materyales na may kalori malapit sa mga transisyon sa yugto ng feroid. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND 铁质相变附近的热量材料。 Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Mga thermal na materyales malapit sa ferrous metalurhiya.Moya, X., Kar-Narayan, S. at Mathur, ND Mga thermal na materyales malapit sa mga transisyon ng iron phase.Nat. alma mater 13, 439–450 (2014).
Moya, X. & Mathur, ND Mga materyales na may calorie para sa pagpapalamig at pagpapainit. Moya, X. & Mathur, ND Mga materyales na may calorie para sa pagpapalamig at pagpapainit.Moya, X. at Mathur, ND Mga thermal na materyales para sa pagpapalamig at pagpapainit. Moya, X. & Mathur, ND 用于冷却和加热的热量材料。 Moya, X. & Mathur, ND Mga thermal na materyales para sa pagpapalamig at pagpapainit.Moya X. at Mathur ND Mga thermal na materyales para sa pagpapalamig at pagpapainit.Agham 370, 797–803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric cooler: isang pagsusuri. Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric cooler: isang pagsusuri.Torello, A. at Defay, E. Mga electrocaloric chiller: isang pagsusuri. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论。 Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论。Torello, A. at Defay, E. Mga electrothermal cooler: isang pagsusuri.Abansado. elektroniko. alma mater. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. et al. Napakalaking kahusayan sa enerhiya ng electrocaloric material sa mataas na ordered scandium-scandium-lead. National communicate. 12, 3298 (2021).
Nair, B. et al. Malaki ang epekto ng electrothermal ng mga oxide multilayer capacitor sa malawak na saklaw ng temperatura. Nature 575, 468–472 (2019).
Torello, A. et al. Napakalawak na saklaw ng temperatura sa mga electrothermal regenerator. Science 370, 125–129 (2020).
Wang, Y. et al. Mataas na pagganap na solid state electrothermal cooling system. Science 370, 129–133 (2020).
Meng, Y. et al. Cascade electrothermal cooling device para sa malaking pagtaas ng temperatura. National Energy 5, 996–1002 (2020).
Olsen, RB & Brown, DD Mataas na kahusayan at direktang conversion ng init tungo sa mga sukat ng pyroelectric na may kaugnayan sa enerhiyang elektrikal. Olsen, RB & Brown, DD Mataas na kahusayan direktang conversion ng init sa mga sukat ng pyroelectric na may kaugnayan sa enerhiyang elektrikal.Olsen, RB at Brown, DD Lubhang mahusay na direktang pag-convert ng init sa enerhiyang elektrikal na nauugnay sa mga pagsukat ng pyroelectric. Olsen, RB & Brown, DD 高效直接将热量转换为电能相关的热释电测量。 Olsen, RB at Brown, DDOlsen, RB at Brown, DD Mahusay na direktang pag-convert ng init sa kuryente na nauugnay sa mga sukat ng pyroelectric.Ferroelektriko 40, 17–27 (1982).
Pandya, S. et al. Enerhiya at densidad ng kuryente sa manipis na relaxor ferroelectric films. Pambansang alma mater. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
Smith, AN & Hanrahan, BM Cascaded pyroelectric conversion: pag-optimize sa ferroelectric phase transition at electrical losses. Smith, AN & Hanrahan, BM Cascaded pyroelectric conversion: pag-optimize sa ferroelectric phase transition at electrical losses.Smith, AN at Hanrahan, BM Cascaded pyroelectric conversion: ferroelectric phase transition at electrical loss optimization. Smith, AN & Hanrahan, BM 级联热释电转换：优化铁电相变和电损耗。 Smith, AN at Hanrahan, BMSmith, AN at Hanrahan, BM Cascaded pyroelectric conversion: pag-optimize ng mga ferroelectric phase transition at electrical losses.J. Aplikasyon. pisika. 128, 24103 (2020).
Hoch, SR Ang paggamit ng mga materyales na ferroelectric upang i-convert ang enerhiyang thermal sa kuryente. proseso. IEEE 51, 838–845 (1963).
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM at Dullea, J. Cascaded pyroelectric energy converter. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM at Dullea, J. Cascaded pyroelectric energy converter.Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM at Dullea, J. Cascade Pyroelectric Power Converter. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. 级联热释电能量转换器。 Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. 级联热释电能量转换器。Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM at Dullea, J. Mga Cascaded pyroelectric power converter.Ferroelektriko 59, 205–219 (1984).
Shebanov, L. & Borman, K. Sa mga solidong solusyon ng lead-scandium tantalate na may mataas na electrocaloric effect. Shebanov, L. & Borman, K. Sa mga solidong solusyon ng lead-scandium tantalate na may mataas na electrocaloric effect.Shebanov L. at Borman K. Sa mga solidong solusyon ng lead-scandium tantalate na may mataas na electrocaloric effect. Shebanov, L. & Borman, K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体。 Shebanov, L. at Borman, K.Shebanov L. at Borman K. Tungkol sa mga solidong solusyon ng scandium-lead-scandium na may mataas na electrocaloric effect.Ferroelektriko 127, 143–148 (1992).
Nagpapasalamat kami kina N. Furusawa, Y. Inoue, at K. Honda para sa kanilang tulong sa paglikha ng MLC. PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB at ED. Pasasalamat sa Luxembourg National Research Foundation (FNR) para sa pagsuporta sa gawaing ito sa pamamagitan ng CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay-Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay at BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay.
Kagawaran ng Pananaliksik at Teknolohiya ng mga Materyales, Instituto ng Teknolohiya ng Luxembourg (LIST), Belvoir, Luxembourg