Kestävien sähkönlähteiden tarjoaminen on yksi tämän vuosisadan tärkeimmistä haasteista. Energiankeruumateriaalien tutkimusalueet kumpuavat tästä motivaatiosta, mukaan lukien termoelektriset1, aurinkosähköiset2 ja termofotovoltaiset3 materiaalit. Vaikka meillä ei ole materiaaleja ja laitteita, jotka kykenevät keräämään energiaa Joule-alueella, pyroelektrisiä materiaaleja, jotka pystyvät muuttamaan sähköenergian jaksollisiksi lämpötilan muutoksiksi, pidetään antureina4 ja energiankerääjinä5,6,7. Tässä tutkimuksessa olemme kehittäneet makroskooppisen lämpöenergiankerääjän monikerroksisen kondensaattorin muodossa, joka on valmistettu 42 grammasta lyijyskandiumtantalaatista ja joka tuottaa 11,2 J sähköenergiaa termodynaamista sykliä kohden. Jokainen pyroelektrinen moduuli voi tuottaa jopa 4,43 J cm-3 sähköenergiatiheyttä sykliä kohden. Osoitamme myös, että kaksi tällaista 0,3 g painavaa moduulia riittää jatkuvasti syöttämään virtaa autonomisille energiankerääjille, joissa on upotetut mikrokontrollerit ja lämpötila-anturit. Lopuksi osoitamme, että 10 K:n lämpötila-alueella nämä monikerroksiset kondensaattorit voivat saavuttaa 40 %:n Carnot-hyötysuhteen. Nämä ominaisuudet johtuvat (1) ferroelektrisestä faasimuutoksesta korkean hyötysuhteen takaamiseksi, (2) alhaisesta vuotovirrasta häviöiden estämiseksi ja (3) korkeasta läpilyöntijännitteestä. Nämä makroskooppiset, skaalautuvat ja tehokkaat pyroelektriset energiankerääjät mullistavat termoelektrisen energiantuotannon.
Termoelektristen materiaalien vaatimaan spatiaaliseen lämpötilagradienttiin verrattuna termoelektristen materiaalien energiankeruu vaatii lämpötilan vaihtelua ajan kuluessa. Tämä tarkoittaa termodynaamista sykliä, jota parhaiten kuvaa entropia (S) - lämpötila (T) -diagrammi. Kuva 1a esittää tyypillisen epälineaarisen pyroelektrisen (NLP) materiaalin ST-diagrammin, joka osoittaa kenttäohjatun ferroelektrisen-paraelektrisen faasimuutoksen skandiumlyijytantalaatissa (PST). ST-diagrammin syklin sininen ja vihreä osa vastaavat Olsonin syklin muunnettua sähköenergiaa (kaksi isotermistä ja kaksi isopoliosaa). Tässä tarkastellaan kahta sykliä, joilla on sama sähkökentän muutos (kenttä päällä ja pois päältä) ja lämpötilan muutos ΔT, vaikkakin eri alkulämpötiloissa. Vihreä sykli ei sijaitse faasimuutosalueella, joten sen pinta-ala on paljon pienempi kuin faasimuutosalueella sijaitsevan sinisen syklin. ST-diagrammissa mitä suurempi alue, sitä enemmän kerättyä energiaa. Siksi faasimuutoksen on kerättävä enemmän energiaa. NLP:n laaja-alaisen syklin tarve on hyvin samanlainen kuin elektrotermisten sovellusten tarve9, 10, 11, 12, joissa PST-monikerroskondensaattorit (MLC:t) ja PVDF-pohjaiset terpolymeerit ovat viime aikoina osoittaneet erinomaista käänteistä suorituskykyä. Jäähdytyskyvyn tila syklissä13,14,15,16. Siksi olemme tunnistaneet kiinnostavia PST-MLC:itä lämpöenergian keräämisen kannalta. Nämä näytteet on kuvattu yksityiskohtaisesti menetelmissä ja karakterisoitu lisähuomautuksissa 1 (pyyhkäisyelektronimikroskopia), 2 (röntgendiffraktio) ja 3 (kalorimetria).
a, Luonnos entropia-lämpötila-(T)-käyrästä, jossa sähkökenttä on päällä ja pois päältä NLP-materiaaleille, jotka esittävät faasimuutoksia. Kuvassa on kaksi energiankeräyssykliä kahdessa eri lämpötilavyöhykkeessä. Sininen ja vihreä sykli tapahtuvat vastaavasti faasimuutoksen sisä- ja ulkopuolella ja päättyvät hyvin eri alueille pinnalla. b, kaksi DE PST MLC:n unipolaarista rengasta, 1 mm paksuja, mitattuna välillä 0 ja 155 kV cm⁻¹ 20 °C:ssa ja 90 °C:ssa, sekä vastaavat Olsenin syklit. Kirjaimet ABCD viittaavat Olson-syklin eri tiloihin. AB: MLC:t ladattiin 155 kV cm⁻¹:iin 20 °C:ssa. BC: MLC:n jännite pidettiin 155 kV cm⁻¹:ssä ja lämpötila nostettiin 90 °C:seen. CD: MLC purkautuu 90 °C:ssa. DA: MLC jäähdytetty 20 °C:een nollakentässä. Sininen alue vastaa syklin aloittamiseen tarvittavaa syöttötehoa. Oranssi alue on yhden syklin aikana kerätty energia. c, yläpaneeli, jännite (musta) ja virta (punainen) ajan funktiona, seurattu saman Olson-syklin aikana kuin b. Kaksi inserttiä edustavat jännitteen ja virran vahvistumista syklin keskeisissä kohdissa. Alemmassa paneelissa keltainen ja vihreä käyrä edustavat vastaavia lämpötila- ja energiakäyriä 1 mm paksulle MLC:lle. Energia lasketaan yläpaneelin virta- ja jännitekäyristä. Negatiivinen energia vastaa kerättyä energiaa. Neljässä numerossa isoja kirjaimia vastaavat vaiheet ovat samat kuin Olson-syklissä. Sykli AB'CD vastaa Stirling-sykliä (lisähuomautus 7).
jossa E ja D ovat vastaavasti sähkökenttä ja sähköinen siirtymäkenttä. Nd voidaan saada epäsuorasti DE-piiristä (kuva 1b) tai suoraan käynnistämällä termodynaaminen sykli. Hyödyllisimmät menetelmät kuvasi Olsen uraauurtavassa työssään pyroelektrisen energian keräämisestä 1980-luvulla17.
Kuvassa 1b on esitetty kaksi 1 mm paksuista PST-MLC-näytteistä koostuvaa monopolaarista DE-silmukkaa, jotka on koottu vastaavasti 20 °C:ssa ja 90 °C:ssa jännitealueella 0–155 kV cm⁻¹ (600 V). Näitä kahta sykliä voidaan käyttää epäsuoraan kuvassa 1a esitetyn Olson-syklin keräämän energian laskemiseen. Itse asiassa Olsen-sykli koostuu kahdesta isokenttähaarasta (tässä nollakenttä DA-haarassa ja 155 kV cm⁻¹ BC-haarassa) ja kahdesta isotermisestä haarasta (tässä 20 °C ja 20 °C AB-haarassa). C CD-haarassa). Syklin aikana kerätty energia vastaa oranssia ja sinistä aluetta (EdD-integraali). Kerätty energia Nd on tulo- ja lähtöenergian erotus, eli vain oranssi alue kuvassa 1b. Tämä tietty Olson-sykli antaa Nd-energiatiheydeksi 1,78 J cm⁻³. Stirling-sykli on vaihtoehto Olson-syklille (lisähuomautus 7). Koska vakiovarausvaihe (avoin virtapiiri) saavutetaan helpommin, kuvasta 1b (sykli AB'CD) saatu energiatiheys on 1,25 J cm⁻³. Tämä on vain 70 % siitä, mitä Olsonin sykli pystyy keräämään, mutta yksinkertaiset keräyslaitteet tekevät sen.
Lisäksi mittasimme suoraan Olson-syklin aikana kerätyn energian käynnistämällä PST MLC:n Linkam-lämpötilan säätövaiheella ja lähdemittarilla (menetelmä). Kuvassa 1c ylhäällä ja vastaavissa sisäkkeissä on esitetty samalle 1 mm paksulle PST MLC:lle kerätty virta (punainen) ja jännite (musta) kuin DE-silmukalle, joka käy läpi saman Olson-syklin. Virran ja jännitteen avulla voidaan laskea kerätty energia, ja käyrät on esitetty kuvassa 1c alhaalla (vihreä) ja lämpötilassa (keltainen) koko syklin ajan. Kirjaimet ABCD edustavat samaa Olson-sykliä kuvassa 1. MLC:n varaaminen tapahtuu AB-vaiheen aikana ja se suoritetaan pienellä virralla (200 µA), joten SourceMeter voi ohjata varaamista oikein. Tämän vakion alkuvirran seurauksena on, että jännitekäyrä (musta käyrä) ei ole lineaarinen epälineaarisen potentiaalisiirtymäkentän D PST vuoksi (kuva 1c, ylhäällä). Latauksen lopussa MLC:hen on varastoitunut 30 mJ sähköenergiaa (piste B). MLC lämpenee ja syntyy negatiivinen virta (ja siten negatiivinen virta), kun jännite pysyy 600 V:ssa. 40 sekunnin kuluttua, kun lämpötila saavutti 90 °C:n tasannepisteen, tämä virta kompensoitui, vaikka porrastettu näyte tuottikin piiriin 35 mJ:n sähkötehon tämän isokentän aikana (toinen pienoiskuva kuvassa 1c, ylhäällä). MLC:n jännitettä (haara CD) lasketaan sitten, mikä johtaa 60 mJ:n lisäsähkötyöhön. Kokonaislähtöenergia on 95 mJ. Kerätty energia on tulo- ja lähtöenergian erotus, joka antaa 95 – 30 = 65 mJ. Tämä vastaa energiatiheyttä 1,84 J cm-3, joka on hyvin lähellä DE-renkaasta uutettua Nd:tä. Tämän Olson-syklin toistettavuutta on testattu laajasti (lisähuomautus 4). Nostamalla jännitettä ja lämpötilaa edelleen saavutimme 4,43 J cm⁻³ Olsen-sykleillä 0,5 mm paksussa PST MLC:ssä lämpötila-alueella 750 V (195 kV cm⁻¹) ja 175 °C (lisähuomautus 5). Tämä on neljä kertaa suurempi kuin kirjallisuudessa raportoitu paras suorituskyky suorille Olson-sykleille, ja se saatiin Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) -ohutkalvoilla (1,06 J cm⁻³)18 (cm⁻¹. Lisätaulukossa 1 on lisää arvoja kirjallisuudesta. Tämä suorituskyky on saavutettu näiden MLC-yhdisteiden erittäin alhaisen vuotovirran ansiosta (<10−7 A 750 V:n jännitteellä ja 180 °C:ssa, katso yksityiskohdat lisähuomautuksessa 6) – Smithin ym.19 mainitsema olennainen seikka – toisin kuin aikaisemmissa tutkimuksissa17,20 käytetyissä materiaaleissa. Tämä suorituskyky on saavutettu näiden MLC-yhdisteiden erittäin alhaisen vuotovirran ansiosta (<10−7 A 750 V:n jännitteellä ja 180 °C:ssa, katso yksityiskohdat lisähuomautuksessa 6) – Smithin ym.19 mainitsema olennainen seikka – toisin kuin aikaisemmissa tutkimuksissa17,20 käytetyissä materiaaleissa. Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих MLC (<10–7 А при 750 Вистсмро Вист 180 Впи в дополнительном примечании 6) — критический момент, упомянутый Смитом и др. 19 — в отличие от к материалам, использованным в более ранних исследованиях17,20. Nämä ominaisuudet saavutettiin näiden MLC-yhdisteiden erittäin alhaisen vuotovirran ansiosta (<10–7 A 750 V:n jännitteellä ja 180 °C:ssa, katso lisätietoja lisähuomautuksesta 6) – Smithin ym.19 mainitsema kriittinen seikka – toisin kuin aikaisemmissa tutkimuksissa17,20 käytetyissä materiaaleissa.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，已经达到了这种性能到早期研究中使用的材料17,20料由于 这些 mlc 的 泄漏 非常 （在 在 在 750 V 和 180 ° C 时 <10-7 A ， 参见 补兎 说 渥兎 说 渥信息））））） — 等 人 19 提到 关键 关键 点 相比之下 相䯔之下 相比之下 相比之相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之且 相比之且 相下且相比之下 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17.20. Поскольку ток утечки этих MLC очень низкий (<10–7 А при 750 В и 180 °C, см. подробности в дополнительном) —полнительном ключевой момент, упомянутый Смитом и др. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики. Koska näiden MLC-yhdisteiden vuotovirta on erittäin pieni (<10–7 A 750 V:n jännitteellä ja 180 °C:n lämpötilassa, katso lisätietoja lisähuomautuksesta 6) – Smith ym. 19 mainitsema keskeinen seikka – vertailun vuoksi nämä suorituskykyominaisuudet saavutettiin.aiemmissa tutkimuksissa käytettyihin materiaaleihin 17,20.
Samat olosuhteet (600 V, 20–90 °C) sovellettiin Stirling-sykliin (lisähuomautus 7). Kuten DE-syklin tuloksista voitiin odottaa, saanto oli 41,0 mJ. Yksi Stirling-syklien silmiinpistävimmistä ominaisuuksista on niiden kyky vahvistaa alkujännitettä termoelektrisen ilmiön avulla. Havaitsimme jopa 39 Ω:n jännitteennousun (alkujännitteestä 15 V jopa 590 V:n loppujännitteeseen, katso lisäkuva 7.2).
Näiden MLC:iden toinen erottuva piirre on, että ne ovat makroskooppisia objekteja, jotka ovat riittävän suuria keräämään energiaa joulealueella. Siksi rakensimme prototyyppiharvesterin (HARV1) käyttämällä 28 kpl 1 mm paksua MLC PST:tä noudattaen samaa rinnakkaislevyrakennetta, jonka Torello ym.14 ovat kuvanneet, 7×4-matriisissa, kuten kuvassa on esitetty. Jakotukin lämpöä kuljettava dielektrinen neste syrjäytetään peristalttisella pumpulla kahden säiliön välillä, joissa nesteen lämpötila pidetään vakiona (menetelmä). Kerää jopa 3,1 J käyttämällä kuvassa 2a kuvattua Olsonin sykliä, isotermisiä alueita 10 °C:ssa ja 125 °C:ssa ja isokenttäalueita 0 ja 750 V:ssa (195 kV cm-1). Tämä vastaa energiatiheyttä 3,14 J cm-3. Tällä yhdistelmällä mittaukset tehtiin eri olosuhteissa (kuva 2b). Huomaa, että 1,8 J saatiin 80 °C:n lämpötila-alueella ja 600 V:n jännitteellä (155 kV cm-1). Tämä on hyvässä yhteensopivuudessa aiemmin mainitun 65 mJ:n kanssa 1 mm paksulle PST MLC:lle samoissa olosuhteissa (28 × 65 = 1820 mJ).
a, Kokeellinen järjestely kootusta HARV1-prototyypistä, joka perustuu 28:aan 1 mm paksuun MLC PST:hen (4 riviä × 7 saraketta), jotka ajavat Olson-syklejä. Prototyypissä annetaan lämpötila ja jännite kullekin neljälle syklivaiheelle. Tietokone käyttää peristalttista pumppua, joka kierrättää dielektristä nestettä kylmän ja kuuman säiliön, kahden venttiilin ja virtalähteen välillä. Tietokone käyttää myös termoelementtejä kerätäkseen tietoja prototyypille syötetystä jännitteestä ja virrasta sekä yhdistelmän lämpötilasta virtalähteestä. b, 4×7 MLC-prototyypin keräämä energia (väri) lämpötila-alueen (X-akseli) ja jännitteen (Y-akseli) funktiona eri kokeissa.
Suurempi versio harvesterista (HARV2), jossa oli 60 PST MLC:tä 1 mm paksuna ja 160 PST MLC:tä 0,5 mm paksuna (41,7 g aktiivista pyroelektristä materiaalia), antoi 11,2 J (lisähuomautus 8). Vuonna 1984 Olsen valmisti energiankerääjän, joka perustui 317 grammaan tinalla seostettua Pb(Zr,Ti)O3-yhdistettä ja kykeni tuottamaan 6,23 J sähköä noin 150 °C:n lämpötilassa (viite 21). Tälle kombainille tämä on ainoa muu joule-alueella saatavilla oleva arvo. Se sai hieman yli puolet saavuttamastamme arvosta ja lähes seitsemän kertaa paremman laadun. Tämä tarkoittaa, että HARV2:n energiatiheys on 13 kertaa suurempi.
HARV1-syklin kesto on 57 sekuntia. Tämä tuotti 54 mW tehoa neljällä rivillä, joissa kussakin on seitsemän saraketta 1 mm paksuja MLC-settejä. Viedäksemme tätä askelta pidemmälle, rakensimme kolmannen yhdistelmän (HARV3), jossa oli 0,5 mm paksu PST MLC ja samanlainen kokoonpano kuin HARV1:ssä ja HARV2:ssa (lisähuomautus 9). Mittasimme lämpökäsittelyajaksi 12,5 sekuntia. Tämä vastaa 25 sekunnin syklin aikaa (lisäkuva 9). Kerätty energia (47 mJ) antaa 1,95 mW sähkötehon MLC:tä kohden, mikä puolestaan ​​antaa meille mahdollisuuden olettaa, että HARV2 tuottaa 0,55 W (noin 1,95 mW × 280 PST MLC:tä, 0,5 mm paksua). Lisäksi simuloimme lämmönsiirtoa käyttämällä HARV1-kokeita vastaavaa elementtimenetelmäsimulaatiota (COMSOL, lisähuomautus 10 ja lisätaulukot 2–4). Äärellisten elementtien mallinnus mahdollisti lähes kertaluokkaa suurempien tehoarvojen ennustamisen (430 mW) samalle määrälle PST-kolonneja ohentamalla MLC:tä 0,2 mm:iin, käyttämällä vettä jäähdytysnesteenä ja palauttamalla matriisin 7 riviin × 4 kolonnia (lisäksi , oli 960 mW, kun säiliö oli puimurin vieressä, lisäkuva 10b).
Tämän keräimen hyödyllisyyden osoittamiseksi Stirling-sykliä sovellettiin itsenäiseen demonstraatiolaitteeseen, joka koostui vain kahdesta 0,5 mm paksusta PST-MLC:stä lämmönkerääjinä, korkeajännitekytkimestä, varastokondensaattorilla varustetusta pienjännitekytkimestä, DC/DC-muuntimesta, pienitehoisesta mikrokontrollerista, kahdesta termoelementistä ja tehostusmuuntimesta (lisähuomautus 11). Piiri vaatii, että varastokondensaattori ladataan aluksi 9 V:n jännitteellä ja että se toimii sitten itsenäisesti kahden MLC:n lämpötilan vaihdellessa -5 °C:sta 85 °C:een, tässä tapauksessa 160 sekunnin sykleissä (useita syklejä on esitetty lisähuomautuksessa 11). On huomionarvoista, että kaksi vain 0,3 g painavaa MLC:tä pystyy ohjaamaan itsenäisesti tätä suurta järjestelmää. Toinen mielenkiintoinen ominaisuus on, että pienjännitemuunnin pystyy muuntamaan 400 V:n jännitteestä 10–15 V:iin 79 %:n hyötysuhteella (lisähuomautus 11 ja lisäkuva 11.3).
Lopuksi arvioimme näiden MLC-moduulien hyötysuhdetta lämpöenergian muuntamisessa sähköenergiaksi. Hyötysuhteen laatukerroin η määritellään kerätyn sähköenergian tiheyden Nd ja syötetyn lämmön tiheyden Qin suhteena (lisähuomautus 12):
Kuviot 3a ja b esittävät Olsen-syklin hyötysuhdetta η ja suhteellista hyötysuhdetta ηr 0,5 mm paksun PST MLC:n lämpötila-alueen funktiona. Molemmat datajoukot on annettu 195 kV cm⁻¹:n sähkökentälle. Hyötysuhde \(\this\) saavuttaa 1,43 %:n, mikä vastaa 18 %:a ηr:stä. 10 K:n lämpötila-alueella 25 °C:sta 35 °C:seen ηr saavuttaa kuitenkin jopa 40 %:n arvot (sininen käyrä kuviossa 3b). Tämä on kaksinkertainen PMN-PT-kalvoissa NLP-materiaaleille mitattuun tunnettuun arvoon verrattuna (ηr = 19 %) lämpötila-alueella 10 K ja 300 kV cm⁻¹ (viite 18). Alle 10 K:n lämpötila-alueita ei otettu huomioon, koska PST MLC:n terminen hystereesi on 5–8 K. Vaihesiittymien positiivisen vaikutuksen hyötysuhteeseen tunnistaminen on kriittistä. Itse asiassa kuvissa 3a ja b lähes kaikki η:n ja ηr:n optimaaliset arvot saadaan alkulämpötilassa Ti = 25 °C. Tämä johtuu läheisestä faasimuutoksesta, kun kenttää ei käytetä ja Curie-lämpötila TC on noin 20 °C näissä MLC:issä (lisähuomautus 13).
a,b, Olsonin syklin hyötysuhde η ja suhteellinen hyötysuhde (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot}} maksimaaliselle sähköiskulle 195 kV cm-1:n kentän ja eri alkulämpötilojen Ti, }}\,\)(b) 0,5 mm paksulle MPC PST:lle lämpötilavälistä ΔTspan riippuen.
Jälkimmäisellä havainnolla on kaksi tärkeää seurausta: (1) minkä tahansa tehokkaan syklin on alettava lämpötiloissa, jotka ovat korkeammat kuin TC, jotta kentän indusoima faasimuutos (paraelektrisestä ferroelektriseksi) tapahtuisi; (2) nämä materiaalit ovat tehokkaampia käyntiaikoina lähellä TC:tä. Vaikka kokeissamme on osoitettu laajamittaisia ​​hyötysuhteita, rajallinen lämpötila-alue ei salli suurten absoluuttisten hyötysuhteiden saavuttamista Carnot'n rajan (\(\Delta T/T\)) vuoksi. Näiden PST MLC:iden osoittama erinomainen hyötysuhde oikeuttaa kuitenkin Olsenin mainitsemaan, että "ihanteellinen luokan 20 regeneratiivinen termoelektrinen moottori, joka toimii 50 °C:n ja 250 °C:n lämpötiloissa, voi saavuttaa 30 %:n hyötysuhteen"17. Näiden arvojen saavuttamiseksi ja konseptin testaamiseksi olisi hyödyllistä käyttää seostettuja PST:itä, joissa on erilaiset TC:t, kuten Shebanov ja Borman ovat tutkineet. He osoittivat, että TC PST:ssä voi vaihdella 3 °C:sta (Sb-seostus) 33 °C:seen (Ti-seostus)22. Siksi oletamme, että seuraavan sukupolven pyroelektriset regeneraattorit, jotka perustuvat seostettuihin PST-MLC-kalvoihin tai muihin vahvan ensimmäisen kertaluvun faasimuutoksen omaaviin materiaaleihin, voivat kilpailla parhaiden tehonkerääjien kanssa.
Tässä tutkimuksessa tutkimme PST:stä valmistettuja MLC-levyjä. Nämä laitteet koostuvat sarjasta Pt- ja PST-elektrodeja, joissa useita kondensaattoreita on kytketty rinnan. PST valittiin, koska se on erinomainen EC-materiaali ja siten potentiaalisesti erinomainen NLP-materiaali. Sillä on jyrkkä ensimmäisen kertaluvun ferroelektrinen-paraelektrinen faasimuutos noin 20 °C:ssa, mikä osoittaa, että sen entropiamuutokset ovat samanlaisia ​​kuin kuvassa 1 esitetyt. Samankaltaisia ​​MLC-levyjä on kuvattu kattavasti EC13,14-laitteille. Tässä tutkimuksessa käytimme 10,4 × 7,2 × 1 mm³ ja 10,4 × 7,2 × 0,5 mm³ MLC-levyjä. 1 mm:n ja 0,5 mm:n paksuiset MLC-levyt valmistettiin 19 ja 9 PST-kerroksesta, joiden paksuus oli 38,6 µm. Molemmissa tapauksissa sisempi PST-kerros sijoitettiin 2,05 µm paksujen platinaelektrodien väliin. Näiden MLC-yhdisteiden suunnittelussa oletetaan, että 55 % PST-yhdisteistä on aktiivisia, mikä vastaa elektrodien välistä osaa (lisähuomautus 1). Aktiivisen elektrodin pinta-ala oli 48,7 mm2 (lisätaulukko 5). MLC PST valmistettiin kiinteäfaasireaktiolla ja valumenetelmällä. Valmistusprosessin yksityiskohdat on kuvattu edellisessä artikkelissa14. Yksi PST MLC:n ja edellisen artikkelin eroista on B-kohtien järjestys, jolla on suuri vaikutus EC:n suorituskykyyn PST:ssä. PST MLC:n B-kohtien järjestys on 0,75 (lisähuomautus 2), joka saadaan sintraamalla 1400 °C:ssa ja sen jälkeen satojen tuntien hehkuttamisella 1000 °C:ssa. Lisätietoja PST MLC:stä on lisähuomautuksissa 1–3 ja lisätaulukossa 5.
Tämän tutkimuksen pääkonsepti perustuu Olsonin sykliin (kuva 1). Tällaiseen sykliin tarvitaan kuuma- ja kylmäsäiliö sekä virtalähde, joka pystyy valvomaan ja ohjaamaan jännitettä ja virtaa eri MLC-moduuleissa. Näissä suorissa sykleissä käytettiin kahta eri kokoonpanoa: (1) Linkam-moduulit lämmittivät ja jäähdyttivät yhtä MLC:tä, joka oli kytketty Keithley 2410 -virtalähteeseen, ja (2) kolme prototyyppiä (HARV1, HARV2 ja HARV3) rinnan samalla energialähteellä. Jälkimmäisessä tapauksessa dielektristä nestettä (silikoniöljyä, jonka viskositeetti on 5 cP 25 °C:ssa, ostettu Sigma Aldrichilta) käytettiin lämmönvaihtoon kahden säiliön (kuuman ja kylmän) ja MLC:n välillä. Lämpösäiliö koostuu lasisäiliöstä, joka on täytetty dielektrisellä nesteellä ja asetettu lämpölevyn päälle. Kylmävarastointi koostuu vesihauteesta, jossa on nesteputkia, jotka sisältävät dielektristä nestettä suuressa muovisäiliössä, joka on täytetty vedellä ja jäällä. Kaksi kolmitiepuristusventtiiliä (ostettu Bio-Chem Fluidicsilta) sijoitettiin yhdistelmän kumpaankin päähän nesteen vaihtamiseksi oikein säiliöstä toiseen (kuva 2a). PST-MLC-paketin ja jäähdytysnesteen välisen lämpötasapainon varmistamiseksi syklin jaksoa pidennettiin, kunnes tulo- ja lähtölämpöparit (mahdollisimman lähellä PST-MLC-pakettia) osoittivat saman lämpötilan. Python-skripti hallitsee ja synkronoi kaikki laitteet (lähdemittarit, pumput, venttiilit ja termoelementit) suorittamaan oikean Olson-syklin, eli jäähdytysnestesilmukka alkaa kiertää PST-pinon läpi sen jälkeen, kun lähdemittari on latautunut, jotta ne lämpenevät haluttuun käytettyyn jännitteeseen tietyssä Olson-syklissä.
Vaihtoehtoisesti olemme vahvistaneet nämä kerätyn energian suorat mittaukset epäsuorilla menetelmillä. Nämä epäsuorat menetelmät perustuvat eri lämpötiloissa kerättyihin sähköisen siirtymän (D) ja sähkökentän (E) välisiin silmukoihin, ja laskemalla kahden DE-silmukan välinen pinta-ala voidaan tarkasti arvioida, kuinka paljon energiaa voidaan kerätä, kuten kuvassa 2.1b on esitetty. Nämä DE-silmukat kerätään myös Keithley-lähdemittareilla.
Kaksikymmentäkahdeksan 1 mm paksua PST MLC:tä koottiin 4-riviseksi, 7-pylväiseksi rinnakkaislevyrakenteeksi viitteen 14 mukaisesti. PST-MLC-rivien välinen nesteväli on 0,75 mm. Tämä saavutetaan lisäämällä kaksipuolista teippiä nestevälikappaleiksi PST MLC:n reunojen ympärille. PST MLC on kytketty sähköisesti rinnan hopeisella epoksisillalla, joka on kosketuksissa elektrodijohtoihin. Tämän jälkeen liimattiin hopeaepoksihartsilla johdot elektrodiliittimien molemmille puolille virtalähteeseen kytkemistä varten. Lopuksi koko rakenne asetettiin polyolefiinletkuun. Jälkimmäinen liimattiin nesteputkeen asianmukaisen tiivistyksen varmistamiseksi. Lopuksi PST-MLC-rakenteen molempiin päihin rakennettiin 0,25 mm paksut K-tyypin termoelementit tulo- ja lähtönesteen lämpötilojen valvomiseksi. Tätä varten letku on ensin rei'itettävä. Termoelementin asennuksen jälkeen levitä samaa liimaa kuin aiemmin termoelementtiletkun ja johdon väliin tiiviyden palauttamiseksi.
Rakennettiin kahdeksan erillistä prototyyppiä, joista neljässä oli 40 kpl 0,5 mm paksuja MLC PST -kalvoja, jotka oli jaettu rinnakkaislevyiksi, joissa oli 5 saraketta ja 8 riviä, ja lopuissa neljässä oli kussakin 15 kpl 1 mm paksuja MLC PST -kalvoja 3-sarakkeisessa × 5-rivisessä rinnakkaislevyrakenteessa. Käytettyjen PST MLC -kalvojen kokonaismäärä oli 220 (160 kpl 0,5 mm paksuja ja 60 kpl 1 mm paksuja PST MLC -kalvoja). Kutsumme näitä kahta alayksikköä nimillä HARV2_160 ja HARV2_60. Prototyypin HARV2_160 nesterako koostuu kahdesta 0,25 mm paksusta kaksipuolisesta teipistä, joiden välissä on 0,25 mm paksu lanka. HARV2_60-prototyypille toistimme saman toimenpiteen, mutta käytimme 0,38 mm paksua lankaa. Symmetrian vuoksi HARV2_160:lla ja HARV2_60:lla on omat nestepiirinsä, pumput, venttiilit ja kylmä puoli (lisähuomautus 8). Kaksi HARV2-yksikköä jakaa lämpösäiliön, kolmen litran säiliön (30 cm x 20 cm x 5 cm), joka on asetettu kahdella pyörivillä magneeteilla varustetulla kuumalla levyllä. Kaikki kahdeksan yksittäistä prototyyppiä on kytketty sähköisesti rinnan. HARV2_160- ja HARV2_60-alayksiköt toimivat samanaikaisesti Olsonin syklissä, mikä johtaa 11,2 joulen energiansaatoon.
Aseta 0,5 mm paksu PST MLC polyolefiiniletkuun kaksipuolisella teipillä ja langalla molemmille puolille, jotta neste pääsee virtaamaan. Pienen kokonsa vuoksi prototyyppi sijoitettiin kuuman tai kylmän säiliön venttiilin viereen sykliaikojen minimoimiseksi.
PST MLC:ssä lämmityshaaraan syötetään vakiojännite, jolloin syntyy vakiosähkökenttä. Seurauksena syntyy negatiivinen lämpövirta ja energiaa varastoidaan. PST MLC:n lämmittämisen jälkeen kenttä poistetaan (V = 0), ja siihen varastoitunut energia palautetaan takaisin lähdelaskuriin, mikä vastaa yhtä kerätyn energian lisäkontribuutiota. Lopuksi, jännitteellä V = 0, MLC PST:t jäähdytetään alkuperäiseen lämpötilaansa, jotta sykli voi alkaa alusta. Tässä vaiheessa energiaa ei kerätä. Ajoimme Olsen-syklin käyttämällä Keithley 2410 SourceMeteriä, lataamalla PST MLC:n jännitelähteestä ja asettamalla virransovituksen sopivaan arvoon, jotta latausvaiheen aikana kerättiin riittävästi pisteitä luotettavia energialaskelmia varten.
Stirling-sykleissä PST-MLC:t ladattiin jännitelähdetilassa alkujännitteellä (alkujännite Vi > 0), halutulla vaatimustenmukaisuusvirralla siten, että latausvaihe kestää noin 1 sekunnin (ja pisteitä kerätään riittävästi energian luotettavaa laskentaa varten) ja kylmässä lämpötilassa. Stirling-sykleissä PST-MLC:t ladattiin jännitelähdetilassa alkujännitteellä (alkujännite Vi > 0), halutulla vaatimustenmukaisuusvirralla siten, että latausvaihe kestää noin 1 sekunnin (ja pisteitä kerätään riittävästi energian luotettavaa laskentaa varten) ja kylmässä lämpötilassa. В циклах Стирлинга PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном значении электричелкоя ( напряжение Vi > 0), желаемом податливом токе, так что этап зарядки занимает около 1 с (и набирается достатоф количество точек для надежного расчета энергия) ja холодная температура. Stirling PST MLC -sykleissä ne ladattiin jännitelähdetilassa sähkökentän alkuarvolla (alkujännite Vi > 0), halutulla saantovirralla siten, että latausvaihe kestää noin 1 sekunnin (ja pisteitä kerätään riittävä määrä luotettavaa energian laskentaa varten) ja kylmässä lämpötilassa.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. Pääsyklissä PST MLC ladataan jännitelähdetilassa alkuperäisellä sähkökentän arvolla (alkujännite Vi > 0), joten vaaditun vaatimustenmukaisuusvirran saavuttaminen latausvaiheessa kestää noin sekunnin (ja keräsimme tarpeeksi pisteitä (energian) ja matalan lämpötilan luotettavaan laskemiseen). В цикле Стирлинга PST MLC заряжается в режиме источника напряжения с начальным значением электричельалгоеначелькоя напряжение Vi > 0), требуемый ток податливости таков, что этап зарядки занимает около 1 с (и набирается достаточ количество точек, чтобы надежно рассчитать энергию) ja низкие температуры. Stirling-syklissä PST MLC ladataan jännitelähdetilassa sähkökentän alkuarvolla (alkujännite Vi > 0), vaaditulla vaatimustenmukaisuusvirralla, joka on sellainen, että latausvaihe kestää noin 1 sekunnin (ja pisteitä kerätään riittävästi energian luotettavaa laskemista varten) ja matalissa lämpötiloissa.Ennen kuin PST MLC lämpenee, avaa piiri syöttämällä siihen sovitusvirta I = 0 mA (mittauslähteemme käsittelemä pienin sovitusvirta on 10 nA). Tämän seurauksena MJK:n PST:hen jää varaus, ja jännite kasvaa näytteen lämmetessä. Varteen BC ei keräänny energiaa, koska I = 0 mA. Korkean lämpötilan saavuttamisen jälkeen MLT FT:n jännite kasvaa (joissakin tapauksissa yli 30-kertaisesti, katso lisäkuva 7.2), MLK FT purkautuu (V = 0) ja niihin varastoituu sähköenergiaa saman verran kuin niihin oli alkuperäinen varaus. Sama virtavastaavuus palautuu mittauslähteeseen. Jännitevahvistuksen ansiosta varastoitu energia korkeassa lämpötilassa on suurempi kuin syklin alussa. Näin ollen energiaa saadaan muuntamalla lämpö sähköksi.
Käytimme Keithley 2410 SourceMeteriä PST MLC:hen syötetyn jännitteen ja virran valvontaan. Vastaava energia lasketaan integroimalla Keithleyn lähdemittarin lukeman jännitteen ja virran tulo, \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\left(t\ right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\), jossa τ on jakson jakso. Energiakäyrässämme positiiviset energia-arvot tarkoittavat energiaa, joka meidän on annettava MLC PST:lle, ja negatiiviset arvot tarkoittavat energiaa, jonka otamme niistä ja siten vastaanotettavaa energiaa. Tietyn keräysjakson suhteellinen teho määritetään jakamalla kerätty energia koko jaksolla τ.
Kaikki tiedot esitetään päätekstissä tai lisätiedoissa. Kirjeet ja materiaalipyynnöt tulee osoittaa tässä artikkelissa toimitettujen AT- tai ED-tietojen lähteelle.
Ando Junior, OH, Maran, ALO ja Henao, NC. Katsaus termoelektristen mikrogeneraattoreiden kehitykseen ja sovelluksiin energian talteenotossa. Ando Junior, OH, Maran, ALO ja Henao, NC. Katsaus termoelektristen mikrogeneraattoreiden kehitykseen ja sovelluksiin energian talteenotossa.Ando Junior, Ohio, Maran, ALO ja Henao, NC Yleiskatsaus termoelektristen mikrogeneraattoreiden kehitykseen ja käyttöön energian keräämisessä. 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, NCAndo Junior Ohiossa, Maran ALO:ssa ja Henao Pohjois-Carolinassa harkitsevat termoelektristen mikrogeneraattoreiden kehittämistä ja soveltamista energian keräämiseen.ansioluettelo. tuki. Energy Rev. 91, 376–393 (2018).
Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Aurinkosähkömateriaalit: nykyinen tehokkuus ja tulevaisuuden haasteet. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Aurinkosähkömateriaalit: nykyinen tehokkuus ja tulevaisuuden haasteet.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. ja Sinke, VK Aurinkosähkömateriaalit: nykyinen suorituskyky ja tulevaisuuden haasteet. 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 Aurinkoenergiamateriaalit: nykyinen tehokkuus ja tulevaisuuden haasteet.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. ja Sinke, VK Aurinkosähkömateriaalit: nykyinen suorituskyky ja tulevaisuuden haasteet.Tiede 352, aad4424 (2016).
Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Yhdistetty pyro-pietsosähköinen ilmiö omavoimaiseen samanaikaiseen lämpötilan ja paineen mittaukseen. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Yhdistetty pyro-pietsosähköinen ilmiö omavoimaiseen samanaikaiseen lämpötilan ja paineen mittaukseen.Song K., Zhao R., Wang ZL ja Yan Yu. Yhdistetty pyropietsosähköinen ilmiö lämpötilan ja paineen autonomiseen samanaikaiseen mittaukseen. 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. Omavoimaiseksi samanaikaisesti lämpötilan ja paineen kanssa.Song K., Zhao R., Wang ZL ja Yan Yu. Yhdistetty termopietsosähköinen ilmiö lämpötilan ja paineen autonomiseen samanaikaiseen mittaukseen.Eteenpäin. alma mater 31, 1902831 (2019).
Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Energian keruu Ericssonin pyroelektrisiin sykleihin perustuen relaksorisessa ferroelektrisessä keraamisessa materiaalissa. Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Energian keruu Ericssonin pyroelektrisiin sykleihin perustuen relaksorisessa ferroelektrisessä keraamisessa materiaalissa.Sebald G., Prouvost S. ja Guyomar D. Energian keruu pyroelektrisiin Ericsson-sykleihin perustuen relaksorisissa ferroelektrisissä keraamissa.Sebald G., Prouvost S. ja Guyomar D. Energian talteenotto relaksoriferroelektrisissä keraamissa Ericssonin pyroelektrisen syklin avulla. Smart alma mater. structure. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Seuraavan sukupolven sähkökaloriset ja pyroelektriset materiaalit kiinteän olomuodon sähkötermisen energian interkonversioon. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Seuraavan sukupolven sähkökaloriset ja pyroelektriset materiaalit kiinteän olomuodon sähkötermisen energian interkonversioon. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материалы следеникояпо взаимного преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Seuraavan sukupolven sähkökaloriset ja pyroelektriset materiaalit kiinteän olomuodon sähkötermisen energian interkonversioon. 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 Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. ja Whatmore, RW Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материалы следеникояпо взаимного преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Seuraavan sukupolven sähkökaloriset ja pyroelektriset materiaalit kiinteän olomuodon sähkötermisen energian interkonversioon.Lady Bull. 39, 1099–1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Pyroelektristen nanogeneraattoreiden suorituskyvyn kvantifioinnin standardi ja ansioluku. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Pyroelektristen nanogeneraattoreiden suorituskyvyn kvantifioinnin standardi ja ansioluku.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL ja Yang, Yu. Pyroelektristen nanogeneraattoreiden suorituskyvyn kvantifioinnin standardi ja laatupisteytys. 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 ja Yang, Yu. Pyroelektrisen nanogeneraattorin suorituskyvyn kvantifiointikriteerit ja suorituskykymittarit.Nanoenergia 55, 534–540 (2019).
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. Lyijyskandiumtantalaatin sähkökaloriset jäähdytyssyklit, joissa todellinen regenerointi tapahtuu kenttävaihtelun avulla. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. Lyijyskandiumtantalaatin sähkökaloriset jäähdytyssyklit, joissa todellinen regenerointi tapahtuu kenttävaihtelun avulla.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. ja Mathur, ND. Sähkökaloriset jäähdytyssyklit lyijy-skandiumtantalaatissa todellisella regeneroinnilla kenttämodifikaation avulla. 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 Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. Tantaali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. ja Mathur, ND. Skandium-lyijytantalaatin sähköterminen jäähdytyskierto todelliseen regenerointiin kentän suunnanvaihdon avulla.fysiikka, versio X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND. Kaloriset materiaalit lähellä ferroisia faasimuutoksia. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND. Kaloriset materiaalit lähellä ferroisia faasimuutoksia.Moya, X., Kar-Narayan, S. ja Mathur, ND. Kaloriset materiaalit lähellä ferroidisia faasimuutoksia. 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 Lämpömateriaalit lähellä rautametallurgiaa.Moya, X., Kar-Narayan, S. ja Mathur, ND Lämpömateriaalit lähellä rautafaasisiirtymiä.Nat. alma mater 13, 439–450 (2014).
Moya, X. & Mathur, ND Lämpötila-arvot jäähdytykseen ja lämmitykseen. Moya, X. & Mathur, ND Lämpötila-arvot jäähdytykseen ja lämmitykseen.Moya, X. ja Mathur, ND Lämpömateriaalit jäähdytykseen ja lämmitykseen. Moya, X. & Mathur, ND 用于冷却和加热的热量材料. Moya, X. & Mathur, ND Lämpömateriaalit jäähdytykseen ja lämmitykseen.Moya X. ja Mathur ND Lämpömateriaalit jäähdytykseen ja lämmitykseen.Tiede 370, 797–803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Sähkölämpöjäähdyttimet: arvostelu. Torelló, A. & Defay, E. Sähkölämpöjäähdyttimet: arvostelu.Torello, A. ja Defay, E. Sähkölämpöjäähdyttimet: katsaus. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论.Torello, A. ja Defay, E. Sähkötermiset jäähdyttimet: katsaus.Edistynyt. elektroninen. alma mater. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. ym. Erittäin järjestäytyneen skandium-skandium-lyijy-yhdisteen sähkökalorisen materiaalin valtava energiatehokkuus. National Communication. 12, 3298 (2021).
Nair, B. ym. Oksidipohjaisten monikerroskondensaattoreiden sähköterminen vaikutus on suuri laajalla lämpötila-alueella. Nature 575, 468–472 (2019).
Torello, A. ym. Valtava lämpötila-alue sähkötermisissä regeneraattoreissa. Science 370, 125–129 (2020).
Wang, Y. ym. Korkean suorituskyvyn omaava kiinteän olomuodon sähköterminen jäähdytysjärjestelmä. Science 370, 129–133 (2020).
Meng, Y. ym. Kaskadikytkentäinen sähköterminen jäähdytyslaite suurille lämpötilan nousuille. National Energy 5, 996–1002 (2020).
Olsen, RB & Brown, DD. Lämmön tehokas suora muuntaminen sähköenergiaksi, liittyvät pyroelektriset mittaukset. Olsen, RB & Brown, DD. Lämmön tehokas suora muuntaminen sähköenergiaksi, pyroelektriset mittaukset.Olsen, RB ja Brown, DD Erittäin tehokas lämmön suora muuntaminen sähköenergiaksi pyroelektristen mittausten yhteydessä. 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 ja Brown, DDOlsen, RB ja Brown, DD Tehokas lämmön suora muuntaminen sähköksi pyroelektristen mittausten yhteydessä.Ferroelektriikka 40, 17–27 (1982).
Pandya, S. ym. Energia- ja tehotiheys ohuissa relaksoriferroelektrisissä kalvoissa. National alma mater. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
Smith, AN & Hanrahan, BM Kaskadoitu pyroelektrinen konversio: ferroelektrisen faasimuutoksen ja sähköhäviöiden optimointi. Smith, AN & Hanrahan, BM Kaskadoitu pyroelektrinen konversio: ferroelektrisen faasimuutoksen ja sähköhäviöiden optimointi.Smith, AN ja Hanrahan, BM Kaskadoitu pyroelektrinen konversio: ferroelektrinen faasimuutos ja sähköhäviöiden optimointi. Smith, AN & Hanrahan, BM 级联热释电转换：优化铁电相变和电损耗. Smith, AN ja Hanrahan, BMSmith, AN ja Hanrahan, BM Kaskadoitu pyroelektrinen konversio: ferroelektristen faasisiirien ja sähköhäviöiden optimointi.J. Application. Fysiikka. 128, 24103 (2020).
Hoch, SR Ferroelektristen materiaalien käyttö lämpöenergian muuntamiseksi sähköksi. prosessi. IEEE 51, 838–845 (1963).
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Kaskadoitu pyroelektrinen energiamuunnin. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Kaskadoitu pyroelektrinen energiamuunnin.Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM ja Dullea, J. Cascade-pyroelektrinen tehomuunnin. 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 ja Dullea, J. Kaskadikytkennällä toimivat pyroelektriset tehomuuntimet.Ferroelectrics 59, 205–219 (1984).
Shebanov, L. & Borman, K. Lyijy-skandiumtantalaatti-kiinteistä liuoksista, joilla on korkea sähkökalorinen vaikutus. Shebanov, L. & Borman, K. Lyijy-skandiumtantalaatti-kiinteistä liuoksista, joilla on korkea sähkökalorinen vaikutus.Shebanov L. ja Borman K. Lyijyskandiumtantalaatin kiinteistä liuoksista, joilla on korkea sähkökalorinen vaikutus. Shebanov, L. & Borman, K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体. Shebanov, L. ja Borman, K.Shebanov L. ja Borman K. Skandium-lyijy-skandium-kiinteistä liuoksista, joilla on korkea sähkökalorinen vaikutus.Ferroelektriikka 127, 143–148 (1992).
Kiitämme N. Furusawaa, Y. Inouea ja K. Hondaa heidän avustaan ​​MLC:n luomisessa. PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB ja ED. Kiitos Luxemburgin kansalliselle tutkimussäätiölle (FNR) tämän työn tukemisesta CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay-Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay ja BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay -hankkeiden kautta.
Materiaalitutkimuksen ja -teknologian laitos, Luxemburgin teknillinen instituutti (LIST), Belvoir, Luxemburg