Ang pag -aalok ng napapanatiling mapagkukunan ng koryente ay isa sa pinakamahalagang hamon sa siglo na ito. Ang mga lugar ng pananaliksik sa mga materyales sa pag -aani ng enerhiya ay nagmula sa pagganyak na ito, kabilang ang thermoelectric1, photovoltaic2 at thermophotovoltaics3. Bagaman kulang kami ng mga materyales at aparato na may kakayahang mag -ani ng enerhiya sa saklaw ng Joule, ang mga pyroelectric na materyales na maaaring ma -convert ang elektrikal na enerhiya sa pana -panahong pagbabago ng temperatura ay itinuturing na sensor4 at enerhiya na nag -aani5,6,7. 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 de -koryenteng enerhiya bawat thermodynamic cycle. Ang bawat module ng pyroelectric ay maaaring makabuo ng density ng enerhiya ng elektrikal hanggang sa 4.43 J CM-3 bawat siklo. Ipinakita rin namin na ang dalawang tulad na mga module na tumitimbang ng 0.3 g ay sapat na upang patuloy na kapangyarihan ang mga autonomous energy na nag -aani na may mga naka -embed na microcontroller at sensor ng temperatura. Sa wakas, ipinapakita namin na para sa isang saklaw ng temperatura na 10 K, ang mga multilayer capacitor na ito ay maaaring umabot sa 40% na kahusayan ng karnot. Ang mga pag -aari na ito ay dahil sa (1) pagbabago ng phase ng ferroelectric para sa mataas na kahusayan, (2) mababang pagtagas kasalukuyang upang maiwasan ang mga pagkalugi, at (3) mataas na boltahe ng breakdown. Ang mga macroscopic, scalable at mahusay na pyroelectric na mga aani ng kapangyarihan ay muling pagsasaayos ng thermoelectric power generation.
Kumpara sa spatial temperatura gradient na kinakailangan para sa mga thermoelectric na materyales, ang pag -aani ng enerhiya ng mga thermoelectric na materyales ay nangangailangan ng pagbibisikleta ng temperatura sa paglipas ng panahon. Nangangahulugan ito ng isang thermodynamic cycle, na pinakamahusay na inilarawan ng entropy (s) -temperature (T) diagram. Ang Figure 1A ay nagpapakita ng isang tipikal na plot ng ST ng isang non-linear na pyroelectric (NLP) na materyal na nagpapakita ng isang field-driven ferroelectric-paraelectric phase transition sa scandium lead tantalate (PST). Ang asul at berdeng mga seksyon ng siklo sa diagram ng ST ay tumutugma sa na -convert na enerhiya na de -koryenteng sa siklo ng Olson (dalawang isothermal at dalawang seksyon ng isopole). Narito isinasaalang -alang namin ang dalawang siklo na may parehong pagbabago sa larangan ng kuryente (patlang at off) at pagbabago ng temperatura ΔT, kahit na may iba't ibang mga paunang temperatura. Ang berdeng siklo ay hindi matatagpuan sa rehiyon ng paglipat ng phase at sa gayon ay may mas maliit na lugar kaysa sa asul na siklo na matatagpuan sa rehiyon ng paglipat ng phase. Sa diagram ng ST, mas malaki ang lugar, mas malaki ang nakolekta na enerhiya. Samakatuwid, ang paglipat ng phase ay dapat mangolekta ng mas maraming enerhiya. Ang pangangailangan para sa malaking lugar ng pagbibisikleta sa NLP ay halos kapareho sa pangangailangan para sa mga aplikasyon ng electrothermal, 10, 11, 12 kung saan ang mga PST multilayer capacitor (MLC) at mga terpolymer na nakabase sa PVDF ay kamakailan lamang ay nagpakita ng mahusay na reverse performance. Ang katayuan sa pagganap ng paglamig sa ikot 13,14,15,16. Samakatuwid, nakilala namin ang mga PST MLC ng interes para sa pag -aani ng thermal energy. Ang mga halimbawang ito ay ganap na inilarawan sa mga pamamaraan at nailalarawan sa Karagdagang Mga Tala 1 (pag-scan ng mikroskopya ng elektron), 2 (X-ray diffraction) at 3 (calorimetry).
A, Sketch ng isang entropy (s) -temperature (T) plot na may electric field at off na inilalapat sa mga materyales sa NLP na nagpapakita ng mga paglilipat ng phase. Dalawang siklo ng koleksyon ng enerhiya ang ipinapakita sa dalawang magkakaibang mga zone ng temperatura. Ang mga asul at berdeng siklo ay nangyayari sa loob at labas ng paglipat ng phase, ayon sa pagkakabanggit, at magtatapos sa iba't ibang mga rehiyon ng ibabaw. B, dalawang de PST MLC unipolar singsing, 1 mm makapal, sinusukat sa pagitan ng 0 at 155 kV cm-1 sa 20 ° C at 90 ° C, ayon sa pagkakabanggit, at ang kaukulang mga siklo ng Olsen. Ang mga titik na ABCD ay tumutukoy sa iba't ibang mga estado sa siklo ng Olson. AB: Ang mga MLC ay sisingilin sa 155 kV cm-1 sa 20 ° C. BC: Ang MLC ay pinananatili sa 155 kV cm-1 at ang temperatura ay nakataas sa 90 ° C. CD: Ang MLC ay naglalabas sa 90 ° C. DA: Pinalamig ng MLC sa 20 ° C sa larangan ng zero. Ang asul na lugar ay tumutugma sa lakas ng pag -input na kinakailangan upang simulan ang pag -ikot. Ang orange area ay ang enerhiya na nakolekta sa isang siklo. C, tuktok na panel, boltahe (itim) at kasalukuyang (pula) kumpara sa oras, sinusubaybayan sa parehong siklo ng Olson bilang b. Ang dalawang pagsingit ay kumakatawan sa pagpapalakas ng boltahe at kasalukuyang sa mga pangunahing punto sa ikot. Sa ibabang panel, ang dilaw at berdeng curves ay kumakatawan sa kaukulang temperatura at curves ng enerhiya, ayon sa pagkakabanggit, para sa isang 1 mm makapal na MLC. Ang enerhiya ay kinakalkula mula sa kasalukuyang at mga curves ng boltahe sa tuktok na panel. Ang negatibong enerhiya ay tumutugma sa nakolekta na enerhiya. Ang mga hakbang na naaayon sa mga titik ng kapital sa apat na mga numero ay pareho sa siklo ng Olson. Ang ikot ng ab'cd ay tumutugma sa stirling cycle (Karagdagang Tandaan 7).
kung saan ang E at D ay ang electric field at ang electric na patlang ng pag -aalis, 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 pinaka -kapaki -pakinabang na pamamaraan ay inilarawan ni Olsen sa kanyang gawaing pangunguna sa pagkolekta ng enerhiya ng pyroelectric noong 1980s17.
Sa fig. Ang 1B ay nagpapakita ng dalawang monopolar de loops na 1 mM makapal na mga specimen ng PST-MLC na nagtipon sa 20 ° C at 90 ° C, ayon sa pagkakabanggit, sa isang saklaw ng 0 hanggang 155 kV cm-1 (600 V). Ang dalawang siklo na ito ay maaaring magamit upang hindi direktang kalkulahin ang enerhiya na nakolekta ng siklo ng Olson na ipinapakita sa Figure 1A. Sa katunayan, ang siklo ng Olsen ay binubuo ng dalawang sanga ng isofield (dito, zero field sa DA branch at 155 kV cm-1 sa sanga ng BC) at dalawang isothermal branch (dito, 20 ° с at 20 ° с sa sanga ng AB). C Sa sangay ng CD) ang enerhiya na nakolekta sa panahon ng pag -ikot ay tumutugma sa orange at asul na mga rehiyon (EDD integral). Ang nakolekta na enerhiya ND ay ang pagkakaiba sa pagitan ng input at enerhiya ng output, ibig sabihin lamang ang orange area sa FIG. 1B. Ang partikular na siklo ng Olson ay nagbibigay ng isang nd energy density ng 1.78 J CM-3. Ang stirling cycle ay isang alternatibo sa cycle ng Olson (Karagdagang Tandaan 7). Dahil ang patuloy na yugto ng singil (bukas na circuit) ay mas madaling maabot, ang density ng enerhiya na nakuha mula sa Fig. 1B (cycle AB'CD) ay umabot sa 1.25 J CM-3. Ito ay 70% lamang ng maaaring makolekta ng Olson cycle, ngunit ang simpleng kagamitan sa pag -aani ay ginagawa ito.
Bilang karagdagan, direktang sinusukat namin ang enerhiya na nakolekta sa panahon ng Olson cycle sa pamamagitan ng pagpapagana ng PST MLC gamit ang isang yugto ng control ng temperatura ng linkam at isang mapagkukunan na metro (pamamaraan). Ang Figure 1C sa tuktok at sa kani -kanilang mga inset ay nagpapakita ng kasalukuyang (pula) at boltahe (itim) na nakolekta sa parehong 1 mm makapal na PST MLC tulad ng para sa de loop na dumadaan sa parehong siklo ng Olson. Ang kasalukuyang at boltahe ay ginagawang posible upang makalkula ang nakolekta na enerhiya, at ang mga curves ay ipinapakita sa FIG. 1C, ibaba (berde) at temperatura (dilaw) sa buong ikot. Ang mga titik na ABCD ay kumakatawan sa parehong siklo ng Olson sa Fig. Ang kinahinatnan ng patuloy na paunang kasalukuyang ito ay ang curve ng boltahe (itim na curve) ay hindi linear dahil sa di-linear na potensyal na patlang ng pag-aalis ng D PST (Fig. 1C, tuktok na inset). Sa pagtatapos ng singilin, 30 MJ ng elektrikal na enerhiya ay naka -imbak sa MLC (point B). Ang MLC pagkatapos ay kumakain at isang negatibong kasalukuyang (at samakatuwid ang isang negatibong kasalukuyang) ay ginawa habang ang boltahe ay nananatili sa 600 V. Pagkatapos ng 40 s, kapag ang temperatura ay umabot sa isang talampas na 90 ° C, ang kasalukuyang ito ay nabayaran, bagaman ang halimbawang sample na ginawa sa circuit isang elektrikal na kapangyarihan ng 35 MJ sa panahon ng isofield na ito (pangalawang inset sa Fig. 1C, tuktok). Ang boltahe sa MLC (branch CD) ay pagkatapos ay nabawasan, na nagreresulta sa isang karagdagang 60 mJ ng gawaing elektrikal. Ang kabuuang enerhiya ng output ay 95 MJ. Ang nakolekta na enerhiya ay ang pagkakaiba sa pagitan ng input at output enerhiya, na nagbibigay ng 95 - 30 = 65 MJ. Ito ay tumutugma sa isang density ng enerhiya na 1.84 J CM-3, na napakalapit sa ND na nakuha mula sa DE singsing. Ang muling paggawa ng siklo ng Olson na ito ay malawak na nasubok (Karagdagang Tandaan 4). Sa pamamagitan ng karagdagang pagtaas ng boltahe at temperatura, nakamit namin ang 4.43 J CM-3 gamit ang mga siklo ng OLSEN sa isang 0.5 mM makapal na PST MLC sa isang saklaw ng temperatura na 750 V (195 kV cm-1) at 175 ° C (Karagdagang Tandaan 5). Ito ay apat na beses na mas malaki kaysa sa pinakamahusay na pagganap na naiulat sa panitikan para sa mga direktang siklo ng Olson at nakuha sa manipis na pelikula ng PB (MG, NB) O3-PBTIO3 (PMN-PT) (1.06 J CM-3) 18 (CM .Supplementary Table 1 para sa higit pang mga halaga sa panitikan). Ang pagganap na ito ay naabot dahil sa napakababang pagtagas ng kasalukuyang mga MLC na ito (<10−7 A sa 750 V at 180 ° C, tingnan ang mga detalye sa Karagdagang Tandaan 6) - isang mahalagang punto na binanggit ni Smith et al.19 - kaibahan sa mga materyales na ginamit sa mga naunang pag -aaral17,20. Ang pagganap na ito ay naabot dahil sa napakababang pagtagas ng kasalukuyang mga MLC na ito (<10−7 A sa 750 V at 180 ° C, tingnan ang mga detalye sa Karagdagang Tandaan 6) - isang mahalagang punto na binanggit ni Smith et al.19 - kaibahan sa mga materyales na ginamit sa mga naunang pag -aaral17,20. Э хххх ниик чосень низкому т7 В в дололнительном примечаниeld 6) - критический момент, упомянутый ситом и др. 19 - В отличие от к материалам, исползованны В В более ранних исследованих17,20. Ang mga katangiang ito ay nakamit dahil sa napakababang pagtagas ng kasalukuyang mga MLC na ito (<10–7 A sa 750 V at 180 ° C, tingnan ang Karagdagang Tandaan 6 para sa mga detalye) - isang kritikal na punto na binanggit ni Smith et al. 19 - Kabaligtaran sa mga materyales na ginamit sa mga naunang pag -aaral17,20.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 中的详细信息） —— Smith 等人 19 提到的关键点 —— 相比之下 ， 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 6 中 详细 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 已经达到了这种性能到早期研究中使用的材料 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 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 Поскольку ток утечки ээих mlc очень низкий (<10–7 а при 750 В и 180 ° C, с. Ang ключевой момент, упомнутый смитом и др. 19 - с сравнения, ыли достигн gayon э э характеристanong. Dahil ang kasalukuyang pagtagas ng mga MLC na ito ay napakababa (<10–7 A sa 750 V at 180 ° C, tingnan ang Karagdagang Tandaan 6 para sa mga detalye) - isang pangunahing punto na binanggit ni Smith et al. 19 - Para sa paghahambing, nakamit ang mga pagtatanghal na ito.sa mga materyales na ginamit sa mga naunang pag -aaral 17,20.
Ang parehong mga kondisyon (600 V, 20-90 ° C) na inilapat sa stirling cycle (Karagdagang Tandaan 7). Tulad ng inaasahan mula sa mga resulta ng DE cycle, ang ani ay 41.0 MJ. Ang isa sa mga pinaka -kapansin -pansin na tampok ng Stirling cycle ay ang kanilang kakayahang palakasin ang paunang boltahe sa pamamagitan ng thermoelectric na epekto. Napansin namin ang isang nakuha ng boltahe ng hanggang sa 39 (mula sa isang paunang boltahe ng 15 V hanggang sa isang pagtatapos ng boltahe ng hanggang sa 590 V, tingnan ang Karagdagang Fig. 7.2).
Ang isa pang nakikilala na tampok ng mga MLC na ito ay ang mga ito ay mga macroscopic na bagay na sapat na sapat upang mangolekta ng enerhiya sa saklaw ng Joule. Samakatuwid, nagtayo kami ng isang prototype Harvester (Harv1) gamit ang 28 MLC PST 1 mm makapal, kasunod ng parehong paralel na disenyo ng plate na inilarawan ni Torello et al.14, sa isang 7 × 4 matrix tulad ng ipinapakita sa Fig. Ang heat-carrying dielectric fluid sa temperatura ng manifold ay inilipat ng isang peristaltic pump sa pagitan ng dalawang reservoir kung saan ang temperatura ng likido ay pinananatiling pare-pareho (pamamaraan). Kolektahin ang hanggang sa 3.1 j gamit ang cycle ng Olson na inilarawan sa FIG. 2A, isothermal na mga rehiyon sa 10 ° C at 125 ° C at isofield na mga rehiyon sa 0 at 750 V (195 kV cm-1). Ito ay tumutugma sa isang density ng enerhiya na 3.14 J CM-3. Gamit ang pagsamahin na ito, ang mga pagsukat ay kinuha sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon (Fig. 2B). Tandaan na ang 1.8 j ay nakuha sa ibabaw ng isang saklaw ng temperatura na 80 ° C at isang boltahe na 600 V (155 kV cm-1). Ito ay nasa mabuting kasunduan sa naunang nabanggit na 65 MJ para sa 1 mm makapal na PST MLC sa ilalim ng parehong mga kondisyon (28 × 65 = 1820 mJ).
A, Eksperimentong pag -setup ng isang natipon na prototype ng HARV1 batay sa 28 MLC PSTS 1 mm makapal (4 na mga hilera × 7 na mga haligi) na tumatakbo sa mga siklo ng Olson. Para sa bawat isa sa apat na mga hakbang sa pag -ikot, ang temperatura at boltahe ay ibinibigay sa prototype. Ang computer ay nagtutulak ng isang peristaltic pump na nagpapalipat -lipat ng isang dielectric fluid sa pagitan ng malamig at mainit na mga reservoir, dalawang balbula, at isang mapagkukunan ng kuryente. Gumagamit din ang computer ng mga thermocouples upang mangolekta ng data sa boltahe at kasalukuyang ibinibigay sa prototype at ang temperatura ng pagsamahin mula sa suplay ng kuryente. B, enerhiya (kulay) na nakolekta ng aming 4 × 7 MLC prototype kumpara sa saklaw ng temperatura (x-axis) at boltahe (y-axis) sa iba't ibang mga eksperimento.
Ang isang mas malaking bersyon ng Harvester (Harv2) na may 60 PST MLC 1 mm makapal at 160 PST MLC 0.5 mm makapal (41.7 g aktibong materyal na pyroelectric) ay nagbigay ng 11.2 j (Karagdagang Tandaan 8). Noong 1984, gumawa si Olsen ng isang enerhiya na ani batay sa 317 g ng isang tin-doped PB (ZR, TI) O3 compound na may kakayahang bumuo ng 6.23 j ng kuryente sa temperatura na halos 150 ° C (ref. 21). Para sa pagsamahin na ito, ito lamang ang iba pang halaga na magagamit sa saklaw ng Joule. Nakakuha lamang ito ng higit sa kalahati ng halaga na nakamit namin at halos pitong beses ang kalidad. Nangangahulugan ito na ang density ng enerhiya ng Harv2 ay 13 beses na mas mataas.
Ang panahon ng Harv1 cycle ay 57 segundo. Gumawa ito ng 54 MW ng kapangyarihan na may 4 na hilera ng 7 na mga haligi ng 1 mm makapal na mga set ng MLC. Upang gawin itong isang hakbang pa, nagtayo kami ng isang ikatlong pagsamahin (Harv3) na may isang 0.5mm makapal na PST MLC at katulad na pag -setup sa Harv1 at Harv2 (Karagdagang Tandaan 9). Sinusukat namin ang isang oras ng thermalization na 12.5 segundo. Ito ay tumutugma sa isang oras ng pag -ikot ng 25 s (Karagdagang Fig. 9). Ang nakolekta na enerhiya (47 MJ) ay nagbibigay ng isang de -koryenteng kapangyarihan na 1.95 MW bawat MLC, na kung saan ay nagpapahintulot sa amin na isipin na ang Harv2 ay gumagawa ng 0.55 W (humigit -kumulang na 1.95 MW × 280 PST MLC 0.5 mm makapal). Bilang karagdagan, ginagaya namin ang paglipat ng init gamit ang may hangganan na elemento ng simulation (COMSOL, Karagdagang Tandaan 10 at Karagdagang Mga Talahanayan 2–4) na naaayon sa mga eksperimento sa HARV1. Ang mga hangganan na pagmomolde ng elemento ay posible upang mahulaan ang mga halaga ng kapangyarihan halos isang order ng magnitude na mas mataas (430 MW) para sa parehong bilang ng mga haligi ng PST sa pamamagitan ng pagnipis ng MLC hanggang 0.2 mm, gamit ang tubig bilang isang coolant, at pagpapanumbalik ng matrix sa 7 hilera. × 4 na mga haligi (bilang karagdagan sa, mayroong 960 MW kapag ang tangke ay katabi ng pagsamahin, Karagdagang Fig. 10b).
Upang maipakita ang pagiging kapaki-pakinabang ng kolektor na ito, ang isang stirling cycle ay inilapat sa isang stand-alone demonstrator na binubuo lamang ng dalawang 0.5 mM makapal na PST MLC bilang heat collectors, isang mataas na switch ng boltahe, isang mababang switch ng boltahe na may kapasitor ng imbakan, isang DC/DC converter, isang mababang power microcontroller, dalawang thermocouples at boost converter (supplementary note 11). Kinakailangan ng circuit na ang kapasitor ng imbakan ay una nang sisingilin sa 9V at pagkatapos ay nagpapatakbo ng awtonomiya habang ang temperatura ng dalawang MLC ay mula sa -5 ° C hanggang 85 ° C, dito sa mga siklo ng 160 s (maraming mga siklo ang ipinapakita sa Karagdagang Tandaan 11). Kapansin -pansin, ang dalawang MLC na tumitimbang lamang ng 0.3G ay maaaring makontrol ang autonomously na ito ng malaking sistema. Ang isa pang kagiliw-giliw na tampok ay ang mababang boltahe converter ay may kakayahang pag-convert ng 400V hanggang 10-15V na may kahusayan na 79% (Karagdagang Tandaan 11 at Karagdagang Larawan 11.3).
Sa wakas, sinuri namin ang kahusayan ng mga module ng MLC na ito sa pag -convert ng thermal energy sa elektrikal na enerhiya. Ang kalidad na kadahilanan η ng kahusayan ay tinukoy bilang ang ratio ng density ng nakolekta na de -koryenteng enerhiya ND sa density ng ibinigay na init Qin (Karagdagang Tandaan 12):
Ang mga figure 3a, b ay nagpapakita ng 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 makapal na PST MLC. Ang parehong mga set ng data ay ibinibigay para sa isang electric field na 195 kV CM-1. Ang kahusayan \ (\ ito \) ay umabot sa 1.43%, na katumbas ng 18% ng ηr. Gayunpaman, para sa isang saklaw ng temperatura na 10 K mula sa 25 ° C hanggang 35 ° C, ang ηR ay umabot sa mga halaga hanggang sa 40% (asul na curve sa Fig. 3B). Ito ay dalawang beses ang kilalang halaga para sa mga materyales sa NLP na naitala sa mga pelikulang PMN-PT (ηR = 19%) sa saklaw ng temperatura na 10 K at 300 kV CM-1 (ref. 18). Ang mga saklaw ng temperatura sa ibaba 10 K ay hindi isinasaalang -alang dahil ang thermal hysteresis ng PST MLC ay nasa pagitan ng 5 at 8 K. Ang pagkilala sa positibong epekto ng mga phase transitions sa kahusayan ay kritikal. Sa katunayan, ang pinakamainam na mga halaga ng η at ηr ay halos lahat na nakuha sa paunang temperatura Ti = 25 ° C sa Figs. 3a, b. Ito ay dahil sa isang malapit na paglipat ng phase kapag walang patlang na inilalapat at ang temperatura ng curie TC ay nasa paligid ng 20 ° C sa mga MLC na ito (Karagdagang Tandaan 13).
a, b, ang kahusayan η at ang proporsyonal na kahusayan ng cycle ng olson (a) \ ({\ eta} _ {{\ rm {r}}} = \ eta /{\ eta} _ {{\ rm {carnot}} para sa maximum na electric sa pamamagitan ng isang patlang na 195 kv cm-1 at magkakaibang mga temperatura ti, }} \, \) (b) para sa MPC PST 0.5 mm makapal, depende sa agwat ng temperatura ΔTSPAN.
Ang huli na pagmamasid ay may dalawang mahahalagang implikasyon: (1) Ang anumang epektibong pagbibisikleta ay dapat magsimula sa mga temperatura sa itaas ng TC para sa isang paglipat ng phase na na-impluwensya sa larangan (mula sa paraelectric hanggang ferroelectric) na maganap; (2) Ang mga materyales na ito ay mas mahusay sa mga oras ng pagtakbo malapit sa TC. Bagaman ang mga malakihang kahusayan ay ipinapakita sa aming mga eksperimento, ang limitadong saklaw ng temperatura ay hindi nagpapahintulot sa amin na makamit ang malaking ganap na kahusayan dahil sa limitasyon ng carnot (\ (\ delta t/t \)). Gayunpaman, ang mahusay na kahusayan na ipinakita ng mga PST MLC na ito ay nagbibigay -katwiran sa Olsen kapag binanggit niya na "isang mainam na klase 20 regenerative thermoelectric motor na nagpapatakbo sa temperatura sa pagitan ng 50 ° C at 250 ° C ay maaaring magkaroon ng kahusayan na 30%" 17. Upang maabot ang mga halagang ito at subukan ang konsepto, magiging kapaki -pakinabang na gumamit ng mga doped PST na may iba't ibang mga TC, tulad ng pinag -aralan nina Shebanov at Borman. Ipinakita nila na ang TC sa PST ay maaaring mag -iba mula sa 3 ° C (SB doping) hanggang 33 ° C (Ti doping) 22. Samakatuwid, hypothesize namin na ang susunod na henerasyon na pyroelectric regenerator batay sa mga doped na PST MLC o iba pang mga materyales na may isang malakas na paglipat ng unang yugto ng paglipat ay maaaring makipagkumpetensya sa pinakamahusay na mga nag -aani ng kuryente.
Sa pag -aaral na ito, sinisiyasat namin ang mga MLC na ginawa mula sa PST. Ang mga aparatong ito ay binubuo ng isang serye ng mga electrodes ng PT at PST, kung saan ang ilang mga capacitor ay konektado kahanay. Napili 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 matalim na first-order na ferroelectric-pareelectric phase transition sa paligid ng 20 ° C, na nagpapahiwatig na ang mga pagbabago sa entropy nito ay katulad ng ipinakita sa Fig. 1. Ang mga katulad na MLC ay ganap na inilarawan para sa mga aparato ng EC13,14. Sa pag -aaral na ito, ginamit namin ang 10.4 × 7.2 × 1 mm³ at 10.4 × 7.2 × 0.5 mm³ MLC. 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 makapal na mga electrodes ng platinum. Ang disenyo ng mga MLC na ito ay ipinapalagay na ang 55% ng mga PST ay aktibo, na naaayon sa bahagi sa pagitan ng mga electrodes (Karagdagang Tandaan 1). Ang aktibong lugar ng elektrod ay 48.7 mm2 (Karagdagang Talahanayan 5). Ang MLC PST ay inihanda ng solidong reaksyon ng phase at paraan ng paghahagis. Ang mga detalye ng proseso ng paghahanda ay inilarawan sa isang nakaraang artikulo14. Ang isa sa mga pagkakaiba sa pagitan ng PST MLC at ang 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 Tandaan 2) na nakuha sa pamamagitan ng pagsasala sa 1400 ° C na sinusundan ng daan-daang oras na haba ng pagsasama sa 1000 ° C. Para sa karagdagang impormasyon sa PST MLC, tingnan ang Mga Karagdagang Mga Tala 1-3 at Karagdagang Talahanayan 5.
Ang pangunahing konsepto ng pag -aaral na ito ay batay sa siklo ng Olson (Larawan 1). Para sa tulad ng isang siklo, kailangan namin ng isang mainit at malamig na reservoir at isang supply ng kuryente na may kakayahang pagsubaybay at pagkontrol sa boltahe at kasalukuyang sa iba't ibang mga module ng MLC. Ang mga direktang siklo na ito ay gumagamit ng dalawang magkakaibang mga pagsasaayos, lalo na (1) linkam modules pagpainit at paglamig ng isang MLC na konektado sa isang mapagkukunan ng kuryente ng Keithley 2410, at (2) tatlong prototypes (Harv1, Harv2 at Harv3) na magkatulad sa parehong mapagkukunan ng enerhiya. Sa huling kaso, ang isang dielectric fluid (silicone oil na may lagkit na 5 cp sa 25 ° C, na binili mula sa Sigma Aldrich) ay ginamit para sa pagpapalitan ng init sa pagitan ng dalawang reservoir (mainit at malamig) at ang MLC. Ang thermal reservoir ay binubuo ng isang lalagyan ng baso na puno ng dielectric fluid at inilagay sa tuktok ng thermal plate. Ang malamig na imbakan ay binubuo ng isang paliguan ng tubig na may mga likidong tubo na naglalaman ng dielectric fluid sa isang malaking plastik na lalagyan na puno ng tubig at yelo. Dalawang three-way na pinch valves (binili mula sa bio-chem fluidics) ay inilagay sa bawat dulo ng pagsamahin upang maayos na lumipat ng likido mula sa isang reservoir patungo sa isa pa (Larawan 2A). Upang matiyak ang thermal equilibrium sa pagitan ng package ng PST-MLC at ang coolant, ang panahon ng pag-ikot ay pinalawak hanggang sa ang inlet at outlet thermocouples (mas malapit hangga't maaari sa package ng PST-MLC) ay nagpakita ng parehong temperatura. Ang script ng Python ay namamahala at nag -synchronize ng lahat ng mga instrumento (mga mapagkukunan ng metro, bomba, balbula, at thermocouples) upang patakbuhin ang tamang siklo ng Olson, ibig sabihin, ang coolant loop ay nagsisimula sa pagbibisikleta sa pamamagitan ng PST stack pagkatapos ng mapagkukunan na metro ay sisingilin upang sila ay magpainit sa nais na inilapat na boltahe para sa naibigay na cycle ng Olson.
Bilang kahalili, nakumpirma namin ang mga direktang pagsukat na ito ng nakolekta na enerhiya na may mga hindi direktang pamamaraan. Ang mga hindi tuwirang pamamaraan na ito ay batay sa electric displacement (d) - electric field (e) patlang na mga loop na nakolekta sa iba't ibang mga temperatura, at sa pamamagitan ng pagkalkula ng lugar sa pagitan ng dalawang de loops, maaaring tumpak na matantya ng isang tao kung magkano ang makolekta ng enerhiya, tulad ng ipinapakita sa figure. sa Figure 2. .1b. Ang mga de loop na ito ay nakolekta din gamit ang mga metro ng mapagkukunan ng Keithley.
Dalawampu't walong 1 mm makapal na PST MLC ay natipon sa isang 4-hilera, 7-haligi na paralel na plate na istraktura ayon sa disenyo na inilarawan sa sanggunian. 14. Ang agwat ng likido sa pagitan ng mga hilera ng PST-MLC ay 0.75mm. Nakamit ito sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga piraso ng dobleng panig na tape bilang mga likidong spacer sa paligid ng mga gilid ng PST MLC. Ang PST MLC ay elektrikal na konektado kahanay sa isang tulay na pilak na epoxy na nakikipag -ugnay sa mga lead ng elektrod. Pagkatapos nito, ang mga wire ay nakadikit na may pilak na epoxy resin sa bawat panig ng mga terminal ng elektrod para sa koneksyon sa suplay ng kuryente. Sa wakas, ipasok ang buong istraktura sa polyolefin hose. Ang huli ay nakadikit sa tubo ng likido upang matiyak ang wastong pagbubuklod. Sa wakas, ang 0.25 mm makapal na K-type thermocouples ay itinayo sa bawat dulo ng istruktura ng PST-MLC upang masubaybayan ang mga inlet at outlet na temperatura ng likido. Upang gawin ito, ang hose ay dapat munang maging perforated. Matapos i -install ang thermocouple, ilapat ang parehong malagkit tulad ng dati sa pagitan ng thermocouple hose at wire upang maibalik ang selyo.
Walong magkahiwalay na mga prototyp ang itinayo, apat sa mga ito ay mayroong 40 0.5 mm makapal na MLC PST na ipinamamahagi bilang kahanay na mga plato na may 5 mga haligi at 8 hilera, at ang natitirang apat ay may 15 1 mm makapal na MLC PST bawat isa. sa 3-haligi × 5-hilera na kahanay na istraktura ng plate. Ang kabuuang bilang ng mga PST MLC na ginamit ay 220 (160 0.5 mm makapal at 60 PST MLC 1 mM makapal). Tinatawag namin ang dalawang subunits na HARV2_160 at Harv2_60. Ang likidong agwat sa prototype Harv2_160 ay binubuo ng dalawang dobleng panig na teyp na 0.25 mm makapal na may isang wire na 0.25 mm makapal sa pagitan nila. Para sa Harv2_60 prototype, inulit namin ang parehong pamamaraan, ngunit gamit ang 0.38 mm makapal na kawad. Para sa simetrya, ang HARV2_160 at HARV2_60 ay may sariling mga circuit ng likido, bomba, balbula at malamig na bahagi (Karagdagang Tandaan 8). Ang dalawang yunit ng Harv2 ay nagbabahagi ng isang reservoir ng init, isang 3 litro na lalagyan (30 cm x 20 cm x 5 cm) sa dalawang mainit na plato na may umiikot na mga magnet. Ang lahat ng walong indibidwal na mga prototypes ay elektrikal na konektado sa kahanay. Ang Harv2_160 at Harv2_60 subunits ay gumagana nang sabay -sabay sa siklo ng Olson na nagreresulta sa isang enerhiya na ani ng 11.2 J.
Ilagay ang 0.5mm makapal na PST MLC sa polyolefin hose na may dobleng panig na tape at kawad sa magkabilang panig upang lumikha ng puwang para sa likido na dumaloy. Dahil sa maliit na sukat nito, ang prototype ay inilagay sa tabi ng isang mainit o malamig na balbula ng reservoir, na binabawasan ang mga oras ng pag -ikot.
Sa PST MLC, ang isang palaging patlang ng kuryente ay inilalapat sa pamamagitan ng paglalapat ng isang palaging boltahe sa sanga ng pag -init. Bilang isang resulta, ang isang negatibong thermal kasalukuyang ay nabuo at naka -imbak ang enerhiya. Matapos ang pag -init ng PST MLC, ang patlang ay tinanggal (v = 0), at ang enerhiya na nakaimbak sa loob nito ay ibabalik sa pinagmulan ng counter, na tumutugma sa isa pang kontribusyon ng nakolekta na enerhiya. Sa wakas, na may isang boltahe v = 0 na inilapat, ang MLC PSTS ay pinalamig sa kanilang paunang temperatura upang ang pag -ikot ay maaaring magsimula muli. Sa yugtong ito, ang enerhiya ay hindi nakolekta. Pinatakbo namin ang siklo ng Olsen gamit ang isang Keithley 2410 sourcemeter, singilin ang PST MLC mula sa isang mapagkukunan ng boltahe at pagtatakda ng kasalukuyang tugma sa naaangkop na halaga upang ang mga sapat na puntos ay nakolekta sa panahon ng singilin para sa maaasahang mga kalkulasyon ng enerhiya.
Sa mga siklo ng Stirling, ang mga PST MLC ay sisingilin sa mode ng mapagkukunan ng boltahe sa isang paunang halaga ng patlang ng kuryente (paunang boltahe VI> 0), isang nais na pagsunod sa kasalukuyang upang ang hakbang na singilin ay tumatagal ng halos 1 s (at sapat na mga puntos ay natipon para sa isang maaasahang pagkalkula ng enerhiya) at malamig na temperatura. Sa mga siklo ng Stirling, ang mga PST MLC ay sisingilin sa mode ng mapagkukunan ng boltahe sa isang paunang halaga ng patlang ng kuryente (paunang boltahe VI> 0), isang nais na pagsunod sa kasalukuyang upang ang hakbang na singilin ay tumatagal ng halos 1 s (at sapat na mga puntos ay natipon para sa isang maaasahang pagkalkula ng enerhiya) at malamig na temperatura. В циклах сирлинга pST mlc заржались В режиме источника напржения при начальном значеuring элеuring . количество тчек дл надежного расчета энергия) и холодная темература. Sa Stirling PST MLC cycle, sisingilin sila sa mode ng mapagkukunan ng boltahe sa paunang halaga ng patlang ng kuryente (paunang boltahe VI> 0), ang nais na ani ng kasalukuyang, upang ang yugto ng singilin ay tumatagal ng halos 1 s (at isang sapat na bilang ng mga puntos ay nakolekta para sa isang maaasahang pagkalkula 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 sisingilin sa paunang halaga ng patlang ng kuryente (paunang boltahe VI> 0) sa mode ng mapagkukunan ng boltahe, upang ang kinakailangang pagsunod sa kasalukuyang tumatagal ng 1 segundo para sa hakbang na singilin (at nakolekta namin ang sapat na mga puntos upang maaasahan na makalkula (enerhiya) at mababang temperatura. В цикле стирлинга pST mlc заржжается В режим и н начальны зниением электрιе наууеый ток податливости таков, что этап заряки занимает около 1 с (набираетсс досточночночyatalyе количество тчеuring, ччо надежно рассчитать энергию) и низкие темературы. Sa Stirling cycle, ang PST MLC ay sisingilin sa mode ng mapagkukunan ng boltahe na may paunang halaga ng electric field (paunang boltahe VI> 0), ang kinakailangang pagsunod sa pagsunod ay tulad na ang yugto ng pagsingil ay tumatagal ng mga 1 s (at isang sapat na bilang ng mga puntos ay nakolekta upang maaasahan na makalkula ang enerhiya) at mababang temperatura.Bago ang pag -init ng PST MLC, buksan ang circuit sa pamamagitan ng pag -apply ng isang pagtutugma ng kasalukuyang i = 0 mA (ang minimum na pagtutugma ng kasalukuyang na maaaring hawakan ng aming mapagkukunan ay 10 NA). Bilang isang resulta, ang isang singil ay nananatili sa PST ng MJK, at ang pagtaas ng boltahe habang ang sample ay kumakain. Walang enerhiya na nakolekta sa braso bc dahil i = 0 mA. Matapos maabot ang isang mataas na temperatura, ang boltahe sa pagtaas ng MLT FT (sa ilang mga kaso nang higit sa 30 beses, tingnan ang karagdagang Fig. 7.2), ang MLK FT ay pinalabas (V = 0), at ang enerhiya ng elektrikal ay naka -imbak sa kanila para sa parehong bilang sila ang paunang singil. Ang parehong kasalukuyang sulat ay ibabalik sa mapagkukunan ng metro. Dahil sa pakinabang ng boltahe, ang nakaimbak na enerhiya sa mataas na temperatura ay mas mataas kaysa sa ibinigay sa simula ng ikot. Dahil dito, ang enerhiya ay nakuha sa pamamagitan ng pag -convert ng init sa koryente.
Gumamit kami ng isang Keithley 2410 sourcemeter upang masubaybayan ang boltahe at kasalukuyang inilapat sa PST MLC. Ang kaukulang enerhiya ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagsasama ng produkto ng boltahe at kasalukuyang nabasa ng mapagkukunan ng mapagkukunan ni Keithley, \ (e = {\ int} _ {0}^{\ tau} {i} _ ({\ rm {meas))} \ kaliwa (t \ kanan) {v} _ {{\ rm {mech}}} τ ang panahon ng panahon. Sa aming curve ng enerhiya, ang mga positibong halaga ng enerhiya ay nangangahulugang ang enerhiya na dapat nating ibigay sa MLC PST, at ang mga negatibong halaga ay nangangahulugang ang enerhiya na kinukuha natin mula sa kanila at samakatuwid ang natanggap na enerhiya. Ang kamag -anak na kapangyarihan para sa isang naibigay na siklo ng koleksyon ay natutukoy sa pamamagitan ng paghati sa nakolekta na enerhiya sa pamamagitan ng panahon ng buong ikot.
Ang lahat ng data ay ipinakita sa pangunahing teksto o sa karagdagang impormasyon. Ang mga liham at kahilingan para sa mga materyales ay dapat na idirekta sa mapagkukunan ng data ng AT o ED na ibinigay sa artikulong ito.
Ando Junior, OH, Maran, Alo & Henao, NC Isang pagsusuri ng pag -unlad at mga aplikasyon ng thermoelectric microenerator para sa pag -aani ng enerhiya. Ando Junior, OH, Maran, Alo & Henao, NC Isang pagsusuri ng pag -unlad at mga aplikasyon ng thermoelectric microenerator para sa pag -aani ng enerhiya.Ando Junior, Ohio, Maran, Alo at Henao, NC Pangkalahatang -ideya ng pag -unlad at aplikasyon ng thermoelectric microenerator 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, NCAng Ando Junior, Ohio, Maran, Alo, at Henao, NC ay isinasaalang -alang ang pag -unlad at aplikasyon ng thermoelectric microenerator para sa pag -aani ng enerhiya.ipagpatuloy. Suporta. Enerhiya Pahayag 91, 376–393 (2018).
Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Photovoltaic Materials: Kasalukuyang kahusayan at mga hamon sa hinaharap. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Photovoltaic Materials: Kasalukuyang kahusayan at mga hamon sa hinaharap.Polman, A., Knight, M., Garnett, Ek, Ehrler, B. at Sinke, VK Photovoltaic Materials: 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 Solar Materyales: Kasalukuyang kahusayan at mga hamon sa hinaharap.Polman, A., Knight, M., Garnett, Ek, Ehrler, B. at Sinke, VK Photovoltaic Materials: Kasalukuyang pagganap at mga hamon sa hinaharap.Science 352, AAD4424 (2016).
Kanta, K., Zhao, R., Wang, Zl & Yang, Y. Conjuncted pyro-piezoelectric na epekto para sa self-powered na sabay-sabay na temperatura at presyon ng sensing. Kanta, K., Zhao, R., Wang, Zl & Yang, Y. Conjunct pyro-piezoelectric na epekto para sa self-powered na sabay-sabay na temperatura at presyon ng presyon.Song K., Zhao R., Wang Zl at Yan Yu. Pinagsamang pyropiezoelectric na epekto para sa autonomous na sabay -sabay na pagsukat ng temperatura at presyon. Kanta, 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。 Kanta, K., Zhao, R., Wang, Zl & Yang, Y. Para sa pagpapalakas sa sarili sa parehong oras tulad ng temperatura at presyon.Song K., Zhao R., Wang Zl at Yan Yu. Pinagsamang thermopiezoelectric na epekto para sa autonomous na sabay -sabay na pagsukat ng temperatura at presyon.Pasulong. 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 nakakarelaks na ferroelectric ceramic. Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Pag -aani ng enerhiya batay sa mga siklo ng pyroelectric ng Ericsson sa isang nakakarelaks na ferroelectric ceramic.Sebald G., Prouvost S. at Guyomar D. Pag -aani ng enerhiya batay sa mga siklo ng Pyroelectric Ericsson sa mga relaks na ferroelectric ceramics.Sebald G., Prouvost S. at Guyomar D. Ang pag -aani ng enerhiya sa nakakarelaks na ferroelectric ceramics batay sa Ericsson pyroelectric cycling. Smart Alma Mater. istraktura. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-McKinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Next-generation electrocaloric at pyroelectric na materyales para sa solid-state electrothermal energy interconversion. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-McKinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Next-generation electrocaloric at pyroelectric na materyales para sa solid-state electrothermal energy interconversion. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-McKinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, rw элеuring Взаимного преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-McKinstry, S., Zhang, Q. & whatmore, RW Next Generation Electrocaloric at pyroelectric na materyales para sa solidong 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材料。 Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-McKinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-McKinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, rw элеuring Взаимного преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-McKinstry, S., Zhang, Q. & whatmore, RW Next Generation Electrocaloric at pyroelectric na materyales para sa solidong electrothermal energy interconversion.Lady Bull. 39, 1099–1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, Zl & Yang, Y. Pamantayan at figure-of-merit para sa pagsukat ng pagganap ng mga pyroelectric nanogenerator. Zhang, K., Wang, Y., Wang, Zl & Yang, Y. Pamantayan at figure-of-merit para sa pagsukat ng pagganap ng mga pyroelectric nanogenerator.Zhang, K., Wang, Y., Wang, Zl at Yang, Yu. Ang isang pamantayan at kalidad na marka para sa pagsukat 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. Pamantayan at mga hakbang sa pagganap para sa pag -quantify ng pagganap ng isang pyroelectric nanogenerator.Nano Energy 55, 534-540 (2019).
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Electrocaloric Cooling Cycle sa Lead Scandium tantalate na may tunay na pagbabagong -buhay sa pamamagitan ng pagkakaiba -iba ng patlang. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Electrocaloric Cooling Cycle sa Lead Scandium tantalate na may tunay na pagbabagong -buhay sa pamamagitan ng pagkakaiba -iba ng patlang.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. at Mathur, ND Electrocaloric Cooling Cycle sa lead-scandium tantalate na may tunay na pagbabagong-buhay sa pamamagitan ng pagbabago ng 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 totoong pagbabagong-buhay sa pamamagitan ng pagbabalik sa bukid.Physics Rev. X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Caloric Material na malapit sa Ferroic Phase Transitions. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Caloric Material na malapit sa Ferroic Phase Transitions.Moya, X., Kar-Narayan, S. at Mathur, ND Caloric Material na malapit sa Ferroid Phase Transitions. 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 Thermal Materials malapit sa Ferrous Metallurgy.Moya, X., Kar-Narayan, S. at Mathur, ND thermal material na malapit sa mga paglipat ng iron phase.Nat. Alma Mater 13, 439–450 (2014).
Moya, X. & Mathur, nd caloric na materyales para sa paglamig at pag -init. Moya, X. & Mathur, nd caloric na materyales para sa paglamig at pag -init.Moya, X. at Mathur, ND thermal materials para sa paglamig at pag -init. Moya, X. & Mathur, nd 用于冷却和加热的热量材料。 Moya, X. & Mathur, ND thermal materials para sa paglamig at pag -init.Moya X. at Mathur ND thermal material para sa paglamig at pag -init.Agham 370, 797–803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers: Isang pagsusuri. Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers: Isang pagsusuri.Torello, A. at Defay, E. 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. Electrothermal coolers: Isang pagsusuri.Advanced. elektronik. Alma Mater. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. et al. Malaki ang kahusayan ng enerhiya ng electrocaloric material sa mataas na iniutos na scandium-scandium-lead. Pambansang makipag -usap. 12, 3298 (2021).
Nair, B. et al. Ang electrothermal effect ng oxide multilayer capacitors ay malaki sa isang malawak na saklaw ng temperatura. Kalikasan 575, 468–472 (2019).
Torello, A. et al. Malaking saklaw ng temperatura sa mga electrothermal regenerator. Agham 370, 125–129 (2020).
Wang, Y. et al. Mataas na pagganap solid state electrothermal cooling system. Agham 370, 129–133 (2020).
Meng, Y. et al. Cascade electrothermal paglamig aparato para sa malaking pagtaas ng temperatura. Pambansang Enerhiya 5, 996–1002 (2020).
Olsen, RB & Brown, DD High efficieincy direktang pag-convert ng init sa mga pagsukat na may kaugnayan sa enerhiya na may kaugnayan sa enerhiya. Olsen, RB & Brown, DD Mataas na kahusayan ng direktang pag-convert ng init sa mga pagsukat na may kaugnayan sa enerhiya na may kaugnayan sa enerhiya.Ang Olsen, RB at Brown, DD ay lubos na mahusay na direktang pag -convert ng init sa elektrikal na enerhiya 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 & Brown, DDOlsen, RB at Brown, DD mahusay na direktang pag -convert ng init sa koryente na nauugnay sa mga sukat ng pyroelectric.Ferroelectrics 40, 17–27 (1982).
Pandya, S. et al. Ang density ng enerhiya at lakas sa manipis na mga pelikulang ferroelectric na ferroelectric. Pambansang Alma Mater. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
Smith, An & Hanrahan, BM cascaded pyroelectric conversion: pag -optimize ng ferroelectric phase transition at electrical loss. Smith, An & Hanrahan, BM cascaded pyroelectric conversion: pag -optimize ng ferroelectric phase transition at electrical loss.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 & Hanrahan, bmSmith, An at Hanrahan, BM cascaded pyroelectric conversion: pag -optimize ng ferroelectric phase transitions at electrical loss.J. Application. pisika. 128, 24103 (2020).
Hoch, sr ang paggamit ng mga ferroelectric na materyales upang mai -convert ang thermal energy sa koryente. proseso IEEE 51, 838–845 (1963).
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Cascaded Pyroelectric Energy Converter. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & 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. Cascaded Pyroelectric Power Converters.Ferroelectrics 59, 205–219 (1984).
Shebanov, L. & Borman, K. Sa lead-scandium tantalate solid solution na may mataas na epekto ng electrocaloric. Shebanov, L. & Borman, K. Sa lead-scandium tantalate solid solution na may mataas na epekto ng electrocaloric.Sina Shebanov L. at Borman K. sa solidong solusyon ng lead-scandium tantalate na may mataas na epekto ng electrocaloric. Shebanov, L. & Borman, K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体。 Shebanov, L. & Borman, K.Shebanov L. at Borman K. sa Scandium-Lead-Scandium solid solution na may mataas na epekto ng electrocaloric.Ferroelectrics 127, 143–148 (1992).
Nagpapasalamat kami n. Furusawa, Y. Inoue, at K. Honda sa kanilang tulong sa paglikha ng MLC. Pl, sa, yn, aa, jl, up, vk, ob at ed salamat 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 at Bridges2021/ms/16282302/cecoha/defay.
Kagawaran ng Mga Materyales at Teknolohiya, Luxembourg Institute of Technology (List), Belvoir, Luxembourg