Էլեկտրաէներգիայի կայուն աղբյուրների առաջարկն այս դարի կարևորագույն մարտահրավերներից մեկն է: Այս շարժառիթից են բխում էներգիա հավաքող նյութերի հետազոտման ոլորտները, ներառյալ ջերմաէլեկտրական1, ֆոտոգալվանային2 և ջերմաֆոտոգոլտային3: Թեև մենք չունենք Ջոուլի միջակայքում էներգիա հավաքելու ունակ նյութեր և սարքեր, սակայն պիրոէլեկտրական նյութերը, որոնք կարող են էլեկտրական էներգիան վերածել ջերմաստիճանի պարբերական փոփոխության, համարվում են սենսորներ4 և էներգիա հավաքողներ5,6,7: Այստեղ մենք մշակել ենք ջերմային էներգիայի մակրոսկոպիկ հավաքիչ՝ բազմաշերտ կոնդենսատորի տեսքով, որը պատրաստված է 42 գրամ կապարի սկանդիումի տանտալատից, որն արտադրում է 11,2 Ջ էլեկտրական էներգիա մեկ թերմոդինամիկական ցիկլի համար։ Յուրաքանչյուր պիրոէլեկտրական մոդուլ կարող է արտադրել էլեկտրական էներգիայի խտություն մինչև 4,43 J սմ-3 մեկ ցիկլի համար: Մենք նաև ցույց ենք տալիս, որ 0,3 գ կշռող երկու նման մոդուլները բավարար են ինքնավար էներգիա հավաքող սարքերը ներկառուցված միկրոկարգավորիչներով և ջերմաստիճանի տվիչներով անընդհատ սնուցելու համար: Վերջապես, մենք ցույց ենք տալիս, որ 10 K ջերմաստիճանի միջակայքի համար այս բազմաշերտ կոնդենսատորները կարող են հասնել 40% Carnot արդյունավետության: Այս հատկությունները պայմանավորված են (1) ֆերոէլեկտրական փուլի փոփոխությամբ՝ բարձր արդյունավետության համար, (2) ցածր արտահոսքի հոսանքով՝ կորուստները կանխելու համար, և (3) բարձր խզման լարման: Այս մակրոսկոպիկ, մասշտաբային և արդյունավետ պիրոէլեկտրական հնձիչներ վերաիմաստավորում են ջերմաէլեկտրական էներգիայի արտադրությունը:
Ջերմաէլեկտրական նյութերի համար պահանջվող տարածական ջերմաստիճանի գրադիենտի համեմատ, ջերմաէլեկտրական նյութերի էներգիայի հավաքագրումը պահանջում է ժամանակի ընթացքում ջերմաստիճանի ցիկլեր: Սա նշանակում է թերմոդինամիկական ցիկլ, որը լավագույնս նկարագրվում է էնտրոպիա (S)-ջերմաստիճան (T) դիագրամով։ Նկար 1ա-ն ցույց է տալիս ոչ գծային պիրոէլեկտրական (NLP) նյութի տիպիկ ST սխեման, որը ցույց է տալիս դաշտային ֆերոէլեկտրական-պարաէլեկտրական փուլային անցումը սկանդիումի կապարի տանտալատում (PST): ST դիագրամի վրա ցիկլի կապույտ և կանաչ հատվածները համապատասխանում են Օլսոնի ցիկլի փոխարկված էլեկտրական էներգիային (երկու իզոթերմային և երկու իզոպոլ հատվածներ): Այստեղ մենք դիտարկում ենք երկու ցիկլ՝ էլեկտրական դաշտի միևնույն փոփոխությամբ (դաշտը միացված և անջատված) և ջերմաստիճանի փոփոխություն ΔT, թեև տարբեր սկզբնական ջերմաստիճաններով։ Կանաչ ցիկլը չի ​​գտնվում փուլային անցումային շրջանում և, հետևաբար, ունի շատ ավելի փոքր տարածք, քան կապույտ ցիկլը, որը գտնվում է փուլային անցումային շրջանում: ST դիագրամում որքան մեծ է տարածքը, այնքան մեծ է հավաքված էներգիան: Հետեւաբար, փուլային անցումը պետք է ավելի շատ էներգիա հավաքի: NLP-ում մեծ տարածքի հեծանվավազքի անհրաժեշտությունը շատ նման է էլեկտրաջերմային կիրառությունների անհրաժեշտությանը9, 10, 11, 12, որտեղ PST բազմաշերտ կոնդենսատորները (MLCs) և PVDF-ի վրա հիմնված տերպոլիմերները վերջերս ցուցադրել են գերազանց հակադարձ կատարում: հովացման աշխատանքի կարգավիճակը 13,14,15,16 ցիկլում: Հետևաբար, մենք հայտնաբերել ենք ջերմային էներգիայի հավաքագրման համար հետաքրքրություն ներկայացնող PST MLC-ներ: Այս նմուշները ամբողջությամբ նկարագրված են մեթոդներում և բնութագրվում են լրացուցիչ նշումներում 1 (սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակ), 2 (ռենտգենյան դիֆրակցիա) և 3 (կալորիմետրիա):
ա. Էնտրոպիա (S)-ջերմաստիճան (T) գծապատկերի ուրվագիծ, որի էլեկտրական դաշտը միացված և անջատված է, որը կիրառվում է NLP նյութերի վրա, որոնք ցույց են տալիս փուլային անցումները: Էներգիայի հավաքման երկու ցիկլեր ցուցադրվում են երկու տարբեր ջերմաստիճանային գոտիներում: Կապույտ և կանաչ ցիկլերը տեղի են ունենում համապատասխանաբար փուլային անցման ներսում և դրսում և ավարտվում են մակերեսի շատ տարբեր շրջաններում: b, երկու DE PST MLC միաբևեռ օղակներ, 1 մմ հաստությամբ, չափված 0-ից 155 կՎ սմ-1-ի միջև համապատասխանաբար 20 °C և 90 °C ջերմաստիճաններում և համապատասխան Օլսենի ցիկլերը: ABCD տառերը վերաբերում են Օլսոնի ցիկլի տարբեր վիճակներին: AB. MLC-ները լիցքավորվել են 155 կՎ սմ-1 20°C-ում: մ.թ.ա. MLC-ն պահպանվել է 155 կՎ սմ-1-ում և ջերմաստիճանը բարձրացվել է մինչև 90 °C: CD. MLC արտանետվում է 90°C ջերմաստիճանում: DA. MLC սառեցված է մինչև 20°C զրոյական դաշտում: Կապույտ տարածքը համապատասխանում է ցիկլը սկսելու համար անհրաժեշտ մուտքային հզորությանը: Նարնջագույն տարածքը մեկ ցիկլով հավաքված էներգիան է: c, վերին վահանակ, լարումը (սև) և հոսանքը (կարմիր) ժամանակի համեմատ, որը հետևվում է նույն Օլսոն ցիկլի ընթացքում, ինչպես b. Երկու ներդիրները ներկայացնում են լարման և հոսանքի ուժեղացումը ցիկլի առանցքային կետերում: Ներքևի վահանակում դեղին և կանաչ կորերը ներկայացնում են համապատասխան ջերմաստիճանի և էներգիայի կորերը, համապատասխանաբար, 1 մմ հաստությամբ MLC-ի համար: Էներգիան հաշվարկվում է վերին վահանակի ընթացիկ և լարման կորերից: Բացասական էներգիան համապատասխանում է հավաքված էներգիային։ Չորս նկարներում մեծատառերին համապատասխանող քայլերը նույնն են, ինչ Օլսոնի ցիկլում: AB'CD ցիկլը համապատասխանում է Stirling ցիկլին (լրացուցիչ նշում 7):
որտեղ E և D համապատասխանաբար էլեկտրական դաշտն են և էլեկտրական տեղաշարժի դաշտը: Nd-ը կարելի է անուղղակիորեն ստանալ DE շղթայից (նկ. 1b) կամ ուղղակիորեն սկսելով թերմոդինամիկական ցիկլը։ Առավել օգտակար մեթոդները նկարագրվել են Օլսենի կողմից 1980-ականներին պիրոէլեկտրական էներգիայի հավաքագրման վերաբերյալ իր պիոներական աշխատանքում17:
Նկ. 1b-ը ցույց է տալիս 1 մմ հաստությամբ PST-MLC նմուշների երկու մոնաբևեռ DE օղակներ, որոնք հավաքվել են համապատասխանաբար 20 °C և 90 °C ջերմաստիճաններում, 0-ից 155 կՎ սմ-1 (600 Վ) տիրույթում: Այս երկու ցիկլերը կարող են օգտագործվել անուղղակիորեն հաշվարկելու Օլսոնի ցիկլով հավաքված էներգիան, որը ներկայացված է Նկար 1ա-ում: Փաստորեն, Օլսենի ցիկլը բաղկացած է երկու իզոդաշտային ճյուղերից (այստեղ զրոյական դաշտ DA ճյուղում և 155 կՎ սմ-1 BC ճյուղում) և երկու իզոթերմ ճյուղերից (այստեղ՝ 20°С և 20°С AB ճյուղում) . C CD ճյուղում) Ցիկլի ընթացքում հավաքված էներգիան համապատասխանում է նարնջագույն և կապույտ շրջաններին (EdD ինտեգրալ): Հավաքված էներգիան Nd-ը մուտքային և ելքային էներգիայի տարբերությունն է, այսինքն՝ միայն նարնջագույն տարածքը նկ. 1բ. Այս կոնկրետ Օլսոն ցիկլը տալիս է Nd էներգիայի խտությունը 1,78 J սմ-3: Stirling ցիկլը այլընտրանք է Օլսոնի ցիկլին (Լրացուցիչ նշում 7): Քանի որ հաստատուն լիցքավորման աստիճանին (բաց միացում) ավելի հեշտ է հասնում, էներգիայի խտությունը, որը արդյունահանվում է Նկար 1b-ից (ցիկլ AB'CD) հասնում է 1,25 J սմ-3: Սա Օլսոնի ցիկլը հավաքելու միայն 70%-ն է, սակայն բերքահավաքի պարզ սարքավորումները դա անում են:
Բացի այդ, մենք ուղղակիորեն չափեցինք Օլսոնի ցիկլի ընթացքում հավաքված էներգիան՝ ակտիվացնելով PST MLC-ը՝ օգտագործելով Linkam-ի ջերմաստիճանի վերահսկման փուլը և աղբյուրի չափիչը (մեթոդը): Նկար 1c-ը վերևում և համապատասխան ներդիրներում ցույց է տալիս հոսանքը (կարմիր) և լարումը (սև), որը հավաքվում է նույն 1 մմ հաստությամբ PST MLC-ի վրա, ինչպես Օլսոնի նույն ցիկլով անցնող DE օղակում: Հոսանքը և լարումը հնարավորություն են տալիս հաշվարկել հավաքված էներգիան, իսկ կորերը ներկայացված են նկ. 1c, ստորին (կանաչ) և ջերմաստիճան (դեղին) ամբողջ ցիկլի ընթացքում: ABCD տառերը ներկայացնում են Օլսոնի նույն ցիկլը Նկար 1-ում: MLC լիցքավորումը տեղի է ունենում AB ոտքի ընթացքում և իրականացվում է ցածր հոսանքով (200 µA), ուստի SourceMeter-ը կարող է ճիշտ կառավարել լիցքավորումը: Այս հաստատուն սկզբնական հոսանքի հետևանքն այն է, որ լարման կորը (սև կորը) գծային չէ D PST պոտենցիալ տեղաշարժի ոչ գծային դաշտի պատճառով (նկ. 1c, վերևի ներդիր): Լիցքավորման վերջում 30 մՋ էլեկտրական էներգիա է պահվում MLC-ում (կետ B): Այնուհետև MLC-ն տաքանում է, և առաջանում է բացասական հոսանք (և հետևաբար՝ բացասական հոսանք), մինչդեռ լարումը մնում է 600 Վ-ում: 40 վրկ հետո, երբ ջերմաստիճանը հասավ 90 °C բարձրության, այս հոսանքը փոխհատուցվեց, թեև քայլ նմուշը շղթայում արտադրվել է 35 մՋ էլեկտրական հզորություն այս իզոդաշտի ընթացքում (երկրորդ ներդիրը Նկ. 1c-ում, վերևում): Այնուհետև MLC-ի (ճյուղային CD) լարումը կրճատվում է, ինչը հանգեցնում է լրացուցիչ 60 մՋ էլեկտրական աշխատանքի: Ընդհանուր ելքային էներգիան 95 մՋ է: Հավաքված էներգիան մուտքային և ելքային էներգիայի տարբերությունն է, որը տալիս է 95 – 30 = 65 մՋ։ Սա համապատասխանում է 1,84 J սմ-3 էներգիայի խտությանը, որը շատ մոտ է DE օղակից արդյունահանվող Nd-ին: Օլսոնի այս ցիկլի վերարտադրելիությունը լայնորեն փորձարկվել է (Լրացուցիչ Ծանոթագրություն 4): Լարման և ջերմաստիճանի հետագա աճով մենք հասանք 4,43 J սմ-3՝ օգտագործելով Olsen ցիկլերը 0,5 մմ հաստությամբ PST MLC-ում 750 Վ (195 կՎ սմ-1) և 175 °C ջերմաստիճանի միջակայքում (Լրացուցիչ Ծանոթագրություն 5): Սա չորս անգամ գերազանցում է Օլսոնի ուղիղ ցիկլերի համար գրականության մեջ գրանցված լավագույն կատարումը և ստացվել է Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1.06 J սմ-3)18 (սմ) բարակ թաղանթների վրա: Աղյուսակ 1 գրականության մեջ ավելի շատ արժեքների համար): Այս ցուցանիշը ձեռք է բերվել այս MLC-ների արտահոսքի շատ ցածր հոսանքի շնորհիվ (<10−7 A 750 V և 180 °C, մանրամասները տես Լրացուցիչ Ծանոթագրություն 6-ում) — ի տարբերություն Սմիթի և այլոց կողմից նշված կարևոր կետի: ավելի վաղ ուսումնասիրություններում օգտագործված նյութերին17,20. Այս ցուցանիշը ձեռք է բերվել այս MLC-ների արտահոսքի շատ ցածր հոսանքի շնորհիվ (<10−7 A 750 V և 180 °C, մանրամասները տես Լրացուցիչ Ծանոթագրություն 6-ում) — ի տարբերություն Սմիթի և այլոց կողմից նշված կարևոր կետի: ավելի վաղ ուսումնասիրություններում օգտագործված նյութերին17,20. Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих MLC (<10–7 А при 750 В и 180 °C, с. 19 — в отличие от к материјалам, использованным в более ранних исследованиях17,20. Այս բնութագրերը ձեռք են բերվել այս MLC-ների արտահոսքի շատ ցածր հոսանքի շնորհիվ (<10–7 Ա 750 Վ և 180 °C, մանրամասների համար տե՛ս Լրացուցիչ Ծանոթագրություն 6) – կրիտիկական կետ, որը նշված է Սմիթի և այլոց կողմից: 19 – ի տարբերություն ավելի վաղ ուսումնասիրություններում օգտագործված նյութերի17,20.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։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 诡）））） — 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 相比乸下下 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 相比之之下 相比之下，辷在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 примечании 6) — ключевой момент, упомянутый Смитом и др. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики. Քանի որ այս MLC-ների արտահոսքի հոսանքը շատ ցածր է (<10–7 A 750 V և 180 °C, մանրամասների համար տե՛ս Լրացուցիչ Ծանոթագրություն 6) – առանցքային կետ, որը նշված է Սմիթի և այլոց կողմից: 19 – համեմատության համար նշենք, որ այս ելույթները ձեռք են բերվել:ավելի վաղ ուսումնասիրություններում օգտագործված նյութերին 17,20.
Նույն պայմանները (600 V, 20–90 °C) կիրառվում են Stirling ցիկլի նկատմամբ (Լրացուցիչ ծանոթագրություն 7): Ինչպես ակնկալվում էր DE ցիկլի արդյունքներից, եկամտաբերությունը կազմել է 41,0 մՋ: Stirling ցիկլերի ամենավառ առանձնահատկություններից մեկը ջերմաէլեկտրական էֆեկտի միջոցով սկզբնական լարումն ուժեղացնելու նրանց կարողությունն է: Մենք նկատեցինք լարման բարձրացում մինչև 39 (15 Վ սկզբնական լարումից մինչև մինչև 590 Վ վերջնական լարման, տես Լրացուցիչ նկար 7.2):
Այս MLC-ների մեկ այլ տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք մակրոսկոպիկ օբյեկտներ են, որոնք բավականաչափ մեծ են՝ էներգիա հավաքելու ջոուլի միջակայքում: Հետևաբար, մենք կառուցեցինք բերքահավաքի նախատիպը (HARV1)՝ օգտագործելով 28 MLC PST 1 մմ հաստությամբ՝ հետևելով Torello-ի և այլոք.14-ի կողմից նկարագրված նույն զուգահեռ ափսեի ձևավորմանը, 7×4 մատրիցով, ինչպես ցույց է տրված Նկարում: Ջերմություն կրող դիէլեկտրիկ հեղուկը բազմազանությունը տեղաշարժվում է պերիստալտիկ պոմպի միջոցով երկու ջրամբարների միջև, որտեղ հեղուկի ջերմաստիճանը պահպանվում է հաստատուն (մեթոդ): Հավաքեք մինչև 3,1 Ջ՝ օգտագործելով նկ. 2ա, իզոթերմային շրջաններ 10°C և 125°C ջերմաստիճաններում և իզոդաշտային շրջաններ 0 և 750 Վ (195 կՎ սմ-1): Սա համապատասխանում է 3,14 Ջ սմ-3 էներգիայի խտությանը: Օգտագործելով այս կոմբայնը, չափումներ են կատարվել տարբեր պայմաններում (նկ. 2բ): Նշենք, որ 1,8 Ջ ստացվել է 80 °C ջերմաստիճանի տիրույթում և 600 Վ (155 կՎ սմ-1) լարման դեպքում: Սա լավ համաձայնություն է նախկինում նշված 65 մՋ-ի հետ 1 մմ հաստությամբ PST MLC-ի համար նույն պայմաններում (28 × 65 = 1820 մՋ):
ա, Հավաքված HARV1 նախատիպի փորձարարական կարգավորում՝ հիմնված 28 MLC PST-ների վրա՝ 1 մմ հաստությամբ (4 տող × 7 սյունակ), որն աշխատում է Olson ցիկլերով: Չորս ցիկլի փուլերից յուրաքանչյուրի համար նախատիպում նախատեսված են ջերմաստիճանը և լարումը: Համակարգիչը վարում է պերիստալտիկ պոմպ, որը շրջանառում է դիէլեկտրական հեղուկը սառը և տաք ջրամբարների, երկու փականների և էներգիայի աղբյուրի միջև: Համակարգիչը նաև ջերմազույգեր է օգտագործում՝ նախատիպին մատակարարվող լարման և հոսանքի վերաբերյալ տվյալներ հավաքելու և սնուցման աղբյուրից կոմբայնի ջերմաստիճանի վերաբերյալ: բ, էներգիա (գույն), որը հավաքագրվել է մեր 4×7 MLC նախատիպի կողմից՝ համեմատած ջերմաստիճանի միջակայքի (X-առանցք) և լարման (Y-առանցք) տարբեր փորձերի ժամանակ:
Մաքրիչի ավելի մեծ տարբերակը (HARV2) 60 PST MLC 1 մմ հաստությամբ և 160 PST MLC 0,5 մմ հաստությամբ (41,7 գ ակտիվ պիրոէլեկտրական նյութ) տվել է 11,2 Ջ (Լրացուցիչ նշում 8): 1984 թվականին Օլսենը պատրաստեց էներգիա հավաքող սարք՝ հիմնվելով 317 գ թիթեղով պատված Pb(Zr,Ti)O3 միացության վրա, որն ընդունակ է արտադրել 6,23 Ջ էլեկտրաէներգիա մոտ 150 °C ջերմաստիճանում (հղում. 21)։ Այս կոմբինատի համար սա միակ այլ արժեքն է, որը հասանելի է joule միջակայքում: Այն ստացավ մեր ձեռք բերած արժեքի կեսից մի փոքր ավելին և որակի գրեթե յոթ անգամ: Սա նշանակում է, որ HARV2-ի էներգիայի խտությունը 13 անգամ ավելի է։
HARV1 ցիկլի ժամանակահատվածը 57 վայրկյան է: Սա արտադրեց 54 մՎտ հզորություն 1 մմ հաստությամբ MLC հավաքածուների 7 սյունակների 4 շարքերով: Մեկ քայլ առաջ տանելու համար մենք կառուցեցինք երրորդ կոմբայնը (HARV3) 0,5 մմ հաստությամբ PST MLC-ով և HARV1-ին և HARV2-ին (Լրացուցիչ նշում 9) նմանատիպ կարգավորումներով: Մենք չափեցինք ջերմացման ժամանակը 12,5 վայրկյան: Սա համապատասխանում է 25 վրկ ցիկլի ժամանակին (Լրացուցիչ նկար 9): Հավաքված էներգիան (47 մՋ) տալիս է 1,95 մՎտ էլեկտրական հզորություն մեկ MLC-ի համար, որն իր հերթին թույլ է տալիս պատկերացնել, որ HARV2-ն արտադրում է 0,55 Վտ (մոտ 1,95 մՎտ × 280 PST MLC 0,5 մմ հաստությամբ): Բացի այդ, մենք մոդելավորել ենք ջերմության փոխանցումը՝ օգտագործելով Վերջավոր տարրերի սիմուլյացիան (COMSOL, լրացուցիչ նշում 10 և լրացուցիչ աղյուսակներ 2–4), որոնք համապատասխանում են HARV1 փորձերին: Վերջավոր տարրերի մոդելավորումը հնարավորություն է տվել կանխատեսել հզորության արժեքները գրեթե ավելի մեծ կարգով (430 մՎտ) նույն թվով PST սյուների համար՝ MLC-ը նոսրացնելով մինչև 0,2 մմ, օգտագործելով ջուրը որպես հովացուցիչ նյութ և վերականգնելով մատրիցը մինչև 7 տող: . × 4 սյուն (ի հավելումն , կար 960 մՎտ, երբ բաքը կոմբայնի կողքին էր, Լրացուցիչ Նկ. 10b):
Այս կոլեկտորի օգտակարությունը ցուցադրելու համար կիրառվեց Stirling ցիկլը առանձին ցուցադրողի վրա, որը բաղկացած էր ընդամենը երկու 0,5 մմ հաստությամբ PST MLC-ից որպես ջերմային կոլեկտորներ, բարձր լարման անջատիչ, ցածր լարման անջատիչ պահեստային կոնդենսատորով, DC/DC փոխարկիչ։ , ցածր էներգիայի միկրոկառավարիչ, երկու ջերմազույգ և ուժեղացուցիչ փոխարկիչ (Լրացուցիչ նշում 11): Շղթան պահանջում է, որ պահեստային կոնդենսատորը սկզբնապես լիցքավորվի 9 Վ-ով, այնուհետև աշխատի ինքնավար, մինչդեռ երկու MLC-ների ջերմաստիճանը տատանվում է -5°C-ից մինչև 85°C, այստեղ 160 վրկ ցիկլերով (մի քանի ցիկլեր ներկայացված են Լրացուցիչ Ծանոթագրություն 11-ում): . Հատկանշական է, որ ընդամենը 0,3 գ կշռող երկու MLC կարող են ինքնուրույն կառավարել այս մեծ համակարգը: Մեկ այլ հետաքրքիր առանձնահատկությունն այն է, որ ցածր լարման փոխարկիչն ի վիճակի է 400 Վ-ի փոխակերպել 10-15 Վ-ի 79% արդյունավետությամբ (Լրացուցիչ նշում 11 և լրացուցիչ նկար 11.3):
Ի վերջո, մենք գնահատեցինք այս MLC մոդուլների արդյունավետությունը ջերմային էներգիան էլեկտրական էներգիայի փոխակերպելու գործում: Արդյունավետության η որակական գործոնը սահմանվում է որպես հավաքված էլեկտրական էներգիայի Nd-ի խտության հարաբերակցությունը մատակարարվող ջերմության Qin-ի խտությանը (Լրացուցիչ ծանոթագրություն 12).
Նկարներ 3a,b ցույց են տալիս Olsen ցիկլի η և համամասնական արդյունավետությունը ηr, համապատասխանաբար, որպես 0,5 մմ հաստությամբ PST MLC-ի ջերմաստիճանի տիրույթի ֆունկցիա: Երկու տվյալների հավաքածուները տրված են 195 կՎ սմ-1 էլեկտրական դաշտի համար: \(\this\) արդյունավետությունը հասնում է 1,43%-ի, որը համարժեք է ηr-ի 18%-ին։ Այնուամենայնիվ, 10 K ջերմաստիճանի տիրույթում 25 °C-ից մինչև 35 °C, ηr-ը հասնում է մինչև 40% արժեքների (կապույտ կորը Նկար 3b-ում): Սա երկու անգամ գերազանցում է PMN-PT ֆիլմերում գրանցված NLP նյութերի հայտնի արժեքը (ηr = 19%) 10 Կ և 300 կՎ սմ-1 ջերմաստիճանի միջակայքում (հղում 18): 10 Կ-ից ցածր ջերմաստիճանի միջակայքերը չեն դիտարկվել, քանի որ PST MLC-ի ջերմային հիստերեզը գտնվում է 5-ից 8 Կ-ի միջև: Արդյունավետության վրա փուլային անցումների դրական ազդեցության ճանաչումը կարևոր է: Փաստորեն, η-ի և ηr-ի օպտիմալ արժեքները գրեթե բոլորը ստացվում են սկզբնական ջերմաստիճանում Ti = 25°C Նկ. 3ա, բ. Սա պայմանավորված է փակ փուլային անցումով, երբ ոչ մի դաշտ չի կիրառվում, և Կյուրիի ջերմաստիճանի TC-ն այս MLC-ներում մոտ 20 °C է (Լրացուցիչ ծանոթագրություն 13):
a,b, արդյունավետությունը η և Օլսոնի ցիկլի համամասնական արդյունավետությունը (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot} } առավելագույն էլեկտրականության համար 195 կՎ սմ-1 դաշտի և տարբեր սկզբնական ջերմաստիճանների համար Ti, }}\,\)(b) MPC PST-ի համար 0.5 մմ հաստությամբ՝ կախված ΔTspan ջերմաստիճանի միջակայքից:
Վերջին դիտարկումն ունի երկու կարևոր հետևանք. (1) ցանկացած արդյունավետ հեծանիվ պետք է սկսվի TC-ից բարձր ջերմաստիճանում, որպեսզի տեղի ունենա դաշտային փուլային անցում (պարաէլեկտրիկից ֆերոէլեկտրական): (2) այս նյութերն ավելի արդյունավետ են TC-ին մոտ գործարկման ժամանակներում: Թեև մեր փորձերում ցուցադրվում են լայնածավալ արդյունավետություններ, սակայն ջերմաստիճանի սահմանափակ միջակայքը թույլ չի տալիս մեզ հասնել մեծ բացարձակ արդյունավետության՝ շնորհիվ Կարնո սահմանի (\(\Delta T/T\)): Այնուամենայնիվ, այս PST MLC-ների ցուցադրած գերազանց արդյունավետությունը արդարացնում է Օլսենին, երբ նա նշում է, որ «50 °C-ից մինչև 250 °C ջերմաստիճանում աշխատող իդեալական 20 դասի վերականգնող ջերմաէլեկտրական շարժիչը կարող է ունենալ 30% արդյունավետություն»17: Այս արժեքներին հասնելու և հայեցակարգը փորձարկելու համար օգտակար կլինի օգտագործել դոպինգավորված PST-ներ տարբեր TC-ներով, ինչպես ուսումնասիրել են Շեբանովը և Բորմանը: Նրանք ցույց տվեցին, որ TC-ն PST-ում կարող է տատանվել 3°C-ից (Sb դոպինգ) մինչև 33°C (Ti դոպինգ) 22: Հետևաբար, մենք ենթադրում ենք, որ հաջորդ սերնդի պիրոէլեկտրական ռեգեներատորները, որոնք հիմնված են դոպինգավորված PST MLC-ների կամ այլ նյութերի վրա, որոնք ունեն ուժեղ առաջին կարգի փուլային անցում, կարող են մրցակցել լավագույն հոսանքի հավաքիչների հետ:
Այս ուսումնասիրության ընթացքում մենք ուսումնասիրեցինք PST-ից պատրաստված MLC-ները: Այս սարքերը բաղկացած են մի շարք Pt և PST էլեկտրոդներից, որոնց միջոցով զուգահեռ միացված են մի քանի կոնդենսատորներ: PST-ն ընտրվել է, քանի որ այն հիանալի EC նյութ է և, հետևաբար, պոտենցիալ գերազանց NLP նյութ: Այն ցուցադրում է առաջին կարգի ֆերոէլեկտրական-պարաէլեկտրական փուլի կտրուկ անցում շուրջ 20 °C ջերմաստիճանում, ինչը ցույց է տալիս, որ դրա էնտրոպիայի փոփոխությունները նման են Նկար 1-ում ցուցադրվածներին: Նմանատիպ MLC-ները ամբողջությամբ նկարագրված են EC13,14 սարքերի համար: Այս ուսումնասիրության մեջ մենք օգտագործել ենք 10,4 × 7,2 × 1 մմ³ և 10,4 × 7,2 × 0,5 մմ³ MLC: 1 մմ և 0,5 մմ հաստությամբ MLC-ները պատրաստվել են համապատասխանաբար 38,6 մկմ հաստությամբ PST 19 և 9 շերտերից: Երկու դեպքում էլ ներքին PST շերտը տեղադրվել է 2,05 մկմ հաստությամբ պլատինե էլեկտրոդների միջև: Այս MLC-ների դիզայնը ենթադրում է, որ PST-ների 55%-ը ակտիվ է, որը համապատասխանում է էլեկտրոդների միջև ընկած հատվածին (Լրացուցիչ նշում 1): Ակտիվ էլեկտրոդի տարածքը 48,7 մմ2 էր (Լրացուցիչ աղյուսակ 5): MLC PST-ը պատրաստվել է պինդ փուլային ռեակցիայի և ձուլման մեթոդով: Նախապատրաստման գործընթացի մանրամասները նկարագրված են նախորդ հոդվածում14: PST MLC-ի և նախորդ հոդվածի միջև եղած տարբերություններից մեկը B-կայքերի կարգն է, ինչը մեծապես ազդում է PST-ում EC-ի կատարման վրա: PST MLC-ի B-տեղամասերի կարգը 0,75 է (Լրացուցիչ նշում 2), որը ստացվում է 1400°C-ում սինթերման միջոցով, որին հաջորդում է հարյուրավոր ժամ տևողությամբ եռացումը 1000°C-ում: PST MLC-ի մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս Լրացուցիչ նշումներ 1-3 և Լրացուցիչ Աղյուսակ 5:
Այս հետազոտության հիմնական հայեցակարգը հիմնված է Օլսոնի ցիկլի վրա (նկ. 1): Նման ցիկլի համար մեզ անհրաժեշտ է տաք և սառը ջրամբար և էլեկտրամատակարարում, որը կարող է վերահսկել և վերահսկել լարումն ու հոսանքը տարբեր MLC մոդուլներում: Այս ուղիղ ցիկլերը օգտագործում էին երկու տարբեր կոնֆիգուրացիաներ, մասնավորապես (1) Linkam մոդուլները տաքացնում և հովացնում էին մեկ MLC՝ միացված Keithley 2410 էներգիայի աղբյուրին, և (2) երեք նախատիպ (HARV1, HARV2 և HARV3)՝ նույն աղբյուրի էներգիայի հետ զուգահեռ: Վերջին դեպքում երկու ջրամբարների (տաք և սառը) և MLC-ի միջև ջերմափոխանակության համար օգտագործվել է դիէլեկտրիկ հեղուկ (սիլիկոնային յուղ 5 cP մածուցիկությամբ 25°C-ում, գնված Sigma Aldrich-ից): Ջերմային ջրամբարը բաղկացած է ապակե տարայից, որը լցված է դիէլեկտրական հեղուկով և տեղադրված է ջերմային ափսեի վերևում: Սառը պահեստը բաղկացած է ջրային բաղնիքից՝ հեղուկ խողովակներով, որոնք պարունակում են դիէլեկտրական հեղուկ՝ մեծ պլաստիկ տարայի մեջ՝ լցված ջրով և սառույցով: Երկու եռակողմ պտուտակային փականներ (գնված Bio-Chem Fluidics-ից) տեղադրվեցին կոմբայնի յուրաքանչյուր ծայրում՝ հեղուկը մի ջրամբարից մյուսը պատշաճ կերպով փոխելու համար (Նկար 2ա): PST-MLC փաթեթի և հովացուցիչ նյութի միջև ջերմային հավասարակշռություն ապահովելու համար ցիկլի ժամանակահատվածը երկարացվել է այնքան ժամանակ, մինչև մուտքի և ելքի ջերմազույգերը (որքան հնարավոր է մոտ PST-MLC փաթեթին) ցույց տա նույն ջերմաստիճանը: Python սկրիպտը կառավարում և համաժամացնում է բոլոր գործիքները (աղբյուրի հաշվիչները, պոմպերը, փականները և ջերմազույգերը)՝ ճիշտ Olson ցիկլը գործարկելու համար, այսինքն՝ հովացուցիչ նյութի օղակը սկսում է պտտվել PST կույտի միջով աղբյուրի հաշվիչի լիցքավորումից հետո, որպեսզի դրանք տաքանան ցանկալի մակարդակում։ կիրառվող լարումը տվյալ Օլսոնի ցիկլի համար:
Որպես այլընտրանք, մենք հաստատել ենք հավաքված էներգիայի այս ուղղակի չափումները անուղղակի մեթոդներով: Այս անուղղակի մեթոդները հիմնված են էլեկտրական տեղաշարժի վրա (D) – էլեկտրական դաշտի (E) դաշտի օղակները հավաքված են տարբեր ջերմաստիճաններում, և երկու DE օղակների միջև տարածքը հաշվարկելով՝ կարելի է ճշգրիտ գնահատել, թե որքան էներգիա կարող է հավաքվել, ինչպես ցույց է տրված նկարում։ . նկար 2-ում. .1բ. Այս DE օղակները հավաքվում են նաև Keithley աղբյուրի հաշվիչներով:
Քսանութ 1 մմ հաստությամբ PST MLC-ներ հավաքվել են 4 շարքով, 7 սյունանի զուգահեռ թիթեղային կառուցվածքում՝ համաձայն տեղեկանքում նկարագրված նախագծի: 14. PST-MLC տողերի միջև հեղուկի բացը 0,75 մմ է: Սա ձեռք է բերվում PST MLC-ի եզրերի շուրջ երկկողմանի ժապավենի շերտեր ավելացնելով՝ որպես հեղուկ միջատներ: PST MLC-ն էլեկտրականորեն միացված է արծաթե էպոքսիդային կամրջին զուգահեռ, որը շփվում է էլեկտրոդների լարերի հետ: Դրանից հետո էլեկտրոդների տերմինալների յուրաքանչյուր կողմում արծաթե էպոքսիդային խեժով լարերը սոսնձվել են էլեկտրամատակարարմանը միանալու համար: Վերջապես, ամբողջ կառուցվածքը տեղադրեք պոլիոլեֆինային գուլպանի մեջ: Վերջինս սոսնձված է հեղուկի խողովակին՝ պատշաճ կնքումն ապահովելու համար: Վերջապես, 0,25 մմ հաստությամբ K տիպի ջերմազույգեր տեղադրվեցին PST-MLC կառուցվածքի յուրաքանչյուր ծայրում՝ մուտքի և ելքի հեղուկի ջերմաստիճանը վերահսկելու համար: Դա անելու համար գուլպանը նախ պետք է ծակված լինի: Ջերմազույգը տեղադրելուց հետո կնիքը վերականգնելու համար կիրառեք նույն սոսինձը, ինչ նախկինում եղել է ջերմակույտի գուլպաների և մետաղալարերի միջև:
Կառուցվել են ութ առանձին նախատիպեր, որոնցից չորսն ունեին 40 0,5 մմ հաստությամբ MLC PST-ներ, որոնք բաշխված էին որպես զուգահեռ թիթեղներ՝ 5 սյունակներով և 8 շարքերով, իսկ մնացած չորսը՝ յուրաքանչյուրը 1 մմ հաստությամբ MLC PST: 3-սյունակ × 5-շարք զուգահեռ ափսեի կառուցվածքում: Օգտագործված PST MLC-ների ընդհանուր թիվը եղել է 220 (160 0.5 մմ հաստությամբ և 60 PST MLC 1 մմ հաստությամբ): Այս երկու ենթամիավորները մենք անվանում ենք HARV2_160 և HARV2_60: HARV2_160 նախատիպի հեղուկ բացը բաղկացած է 0,25 մմ հաստությամբ երկու երկկողմանի ժապավենից, որոնց միջև կա 0,25 մմ հաստությամբ մետաղալար: HARV2_60 նախատիպի համար մենք կրկնեցինք նույն ընթացակարգը, սակայն օգտագործելով 0,38 մմ հաստությամբ մետաղալար: Համաչափության համար HARV2_160-ը և HARV2_60-ն ունեն իրենց հեղուկի շղթաները, պոմպերը, փականները և սառը կողմը (Լրացուցիչ նշում 8): Երկու HARV2 միավորները կիսում են ջերմային ռեզերվուարը, 3 լիտր տարողությունը (30 սմ x 20 սմ x 5 սմ) պտտվող մագնիսներով երկու տաք թիթեղների վրա: Բոլոր ութ անհատական ​​նախատիպերը զուգահեռաբար միացված են էլեկտրականությամբ: HARV2_160 և HARV2_60 ստորաբաժանումները միաժամանակ աշխատում են Օլսոնի ցիկլում, ինչը հանգեցնում է էներգիայի 11,2 Ջ.
Տեղադրեք 0,5 մմ հաստությամբ PST MLC-ն պոլիոլեֆինային գուլպաների մեջ՝ երկկողմանի ժապավենով և մետաղալարով երկու կողմից՝ հեղուկի հոսքի համար տարածք ստեղծելու համար: Իր փոքր չափերի պատճառով նախատիպը տեղադրվել է տաք կամ սառը ջրամբարի փականի կողքին՝ նվազագույնի հասցնելով ցիկլի ժամանակը:
PST MLC-ում մշտական ​​էլեկտրական դաշտը կիրառվում է ջեռուցման ճյուղին մշտական ​​լարման կիրառմամբ: Արդյունքում առաջանում է բացասական ջերմային հոսանք և կուտակվում է էներգիա։ PST MLC-ն տաքացնելուց հետո դաշտը հանվում է (V = 0), և դրանում կուտակված էներգիան հետ է վերադարձվում աղբյուրի հաշվիչին, որը համապատասխանում է հավաքված էներգիայի ևս մեկ ներդրմանը: Ի վերջո, V = 0 լարման դեպքում MLC PST-ները սառչում են մինչև իրենց սկզբնական ջերմաստիճանը, որպեսզի ցիկլը նորից սկսվի: Այս փուլում էներգիան չի հավաքվում։ Մենք Օլսենի ցիկլը գործարկեցինք Keithley 2410 SourceMeter-ի միջոցով՝ լիցքավորելով PST MLC-ը լարման աղբյուրից և ընթացիկ համընկնումը դնելով համապատասխան արժեքի վրա, որպեսզի լիցքավորման փուլում բավականաչափ միավորներ հավաքվեն էներգիայի հուսալի հաշվարկների համար:
Stirling ցիկլերում PST MLC-ները լիցքավորվում էին լարման աղբյուրի ռեժիմում էլեկտրական դաշտի սկզբնական արժեքով (սկզբնական լարում Vi > 0), համապատասխանության ցանկալի հոսանք, որպեսզի լիցքավորման քայլը տևի մոտ 1 վրկ (և հավաքվում են բավարար միավորներ հուսալի հաշվարկի համար: էներգիա) և ցուրտ ջերմաստիճան։ Stirling ցիկլերում PST MLC-ները լիցքավորվում էին լարման աղբյուրի ռեժիմում էլեկտրական դաշտի սկզբնական արժեքով (սկզբնական լարում Vi > 0), համապատասխանության ցանկալի հոսանք, որպեսզի լիցքավորման քայլը տևի մոտ 1 վրկ (և հավաքվում են բավարար միավորներ հուսալի հաշվարկի համար: էներգիա) և ցուրտ ջերմաստիճան։ В циклах Стирлинга PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном значении электрического поля (начальное напряжение Vi > 0), желаемом податливом токе, так что этапично зарядки чек для надежного расчета энергия) и холодная температура. Stirling PST MLC ցիկլերում դրանք լիցքավորվել են լարման աղբյուրի ռեժիմում էլեկտրական դաշտի սկզբնական արժեքով (սկզբնական լարում Vi > 0), ցանկալի ելքի հոսանքով, այնպես որ լիցքավորման փուլը տևում է մոտ 1 վրկ (և բավարար քանակով): միավորները հավաքվում են էներգիայի հուսալի հաշվարկի համար) և սառը ջերմաստիճանը։在斯特林循环中，PST MLC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. Հիմնական ցիկլում PST MLC-ը լիցքավորվում է էլեկտրական դաշտի սկզբնական արժեքով (սկզբնական լարում Vi > 0) լարման աղբյուրի ռեժիմում, այնպես որ համապատասխանության պահանջվող հոսանքը լիցքավորման քայլի համար տևում է մոտ 1 վայրկյան (և մենք բավականաչափ միավորներ ենք հավաքել՝ հուսալիորեն հաշվարկել (էներգիա) և ցածր ջերմաստիճան: В цикле Стирлинга PST MLC заряжается в режиме источника напряжения с начальным значением электрического поля (начальное напряжение Vi > 0), требуемый ток податливости таков, , чтобы надежно рассчитать энергию) и ниские температуры . Stirling ցիկլում PST MLC-ն լիցքավորվում է լարման աղբյուրի ռեժիմում՝ էլեկտրական դաշտի սկզբնական արժեքով (սկզբնական լարում Vi > 0), համապատասխանության պահանջվող հոսանքն այնպիսին է, որ լիցքավորման փուլը տևում է մոտ 1 վրկ (և բավարար քանակով): միավորները հավաքվում են էներգիան հուսալիորեն հաշվարկելու համար) և ցածր ջերմաստիճանները։Նախքան PST MLC-ի տաքացումը, բացեք շղթան՝ կիրառելով I = 0 մԱ համապատասխան հոսանք (նվազագույն համընկնող հոսանքը, որը մեր չափիչ աղբյուրը կարող է կարգավորել, 10 նԱ է): Արդյունքում, լիցքավորումը մնում է MJK-ի PST-ում, և լարումը մեծանում է, երբ նմուշը տաքանում է: BC թևում էներգիա չի հավաքվում, քանի որ I = 0 մԱ: Բարձր ջերմաստիճանի հասնելուց հետո MLT FT-ում լարումը մեծանում է (որոշ դեպքերում ավելի քան 30 անգամ, տե՛ս լրացուցիչ նկ. 7.2), MLK FT-ն լիցքաթափվում է (V = 0), և դրանցում պահպանվում է էլեկտրական էներգիա նույնի համար։ քանի որ դրանք նախնական լիցքավորումն են: Նույն ընթացիկ նամակագրությունը վերադարձվում է հաշվիչի աղբյուրին: Լարման ավելացման շնորհիվ բարձր ջերմաստիճանում կուտակված էներգիան ավելի բարձր է, քան ցիկլի սկզբում տրամադրվածը: Հետևաբար էներգիան ստացվում է ջերմությունը էլեկտրաէներգիայի վերածելով։
Մենք օգտագործեցինք Keithley 2410 SourceMeter՝ վերահսկելու PST MLC-ին կիրառվող լարումը և հոսանքը: Համապատասխան էներգիան հաշվարկվում է Քիթլիի աղբյուրի հաշվիչի կողմից կարդացվող լարման և հոսանքի արտադրյալի ինտեգրմամբ, \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\ ձախ(t\ աջ){V}_{{\rm{meas}}}(t)\), որտեղ τ-ն ժամանակաշրջանի ժամանակաշրջանն է: Մեր էներգիայի կորի վրա դրական էներգիայի արժեքները նշանակում են էներգիա, որը մենք պետք է տանք MLC PST-ին, իսկ բացասական արժեքները նշանակում են էներգիա, որը մենք հանում ենք դրանցից և, հետևաբար, ստացված էներգիան: Տվյալ հավաքման ցիկլի հարաբերական հզորությունը որոշվում է հավաքված էներգիան ամբողջ ցիկլի τ պարբերության վրա բաժանելով:
Բոլոր տվյալները ներկայացված են հիմնական տեքստում կամ լրացուցիչ տեղեկատվության մեջ: Նամակները և նյութերի հարցումները պետք է ուղղվեն սույն հոդվածով նախատեսված AT կամ ED տվյալների աղբյուրին:
Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC Էներգիայի հավաքման համար ջերմաէլեկտրական միկրոգեներատորների մշակման և կիրառման վերանայում: Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC Էներգիայի հավաքման համար ջերմաէլեկտրական միկրոգեներատորների մշակման և կիրառման վերանայում:Անդո Ջունիոր, Օհայո, Մարան, ALO և Henao, NC. Էներգիայի հավաքման համար ջերմաէլեկտրական միկրոգեներատորների մշակման և կիրառման ակնարկ: 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, NCԱնդո Ջունիորը, Օհայո, Մարան, ALO և Henao, NC-ը դիտարկում են էներգիայի հավաքման համար ջերմաէլեկտրական միկրոգեներատորների մշակումն ու կիրառումը:ռեզյումե. աջակցություն. Energy Rev. 91, 376–393 (2018):
Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Photovoltaic նյութեր. ներկա արդյունավետությունը և ապագա մարտահրավերները: Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Photovoltaic նյութեր. ներկա արդյունավետությունը և ապագա մարտահրավերները:Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. and Sinke, VK Photovoltaic նյութեր. ընթացիկ կատարումը և ապագա մարտահրավերները: 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 Արևային նյութեր. ընթացիկ արդյունավետությունը և ապագա մարտահրավերները:Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. and Sinke, VK Photovoltaic նյութեր. ընթացիկ կատարումը և ապագա մարտահրավերները:Գիտություն 352, aad4424 (2016):
Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Համակցված պիրո-պիեզոէլեկտրական էֆեկտ՝ ինքնակառավարվող ջերմաստիճանի և ճնշման միաժամանակյա զգայության համար: Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Համակցված պիրո-պիեզոէլեկտրական էֆեկտ՝ ինքնակառավարվող ջերմաստիճանի և ճնշման միաժամանակյա զգայության համար:Song K., Zhao R., Wang ZL և Yan Yu. Համակցված պիրոպիեզոէլեկտրական էֆեկտ՝ ջերմաստիճանի և ճնշման ինքնավար միաժամանակյա չափման համար: 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. Ջերմաստիճանի և ճնշման հետ միաժամանակ ինքնակառավարման համար:Song K., Zhao R., Wang ZL և Yan Yu. Համակցված ջերմաէլեկտրական էֆեկտ՝ ջերմաստիճանի և ճնշման ինքնավար միաժամանակյա չափման համար:Առաջ. Մայր բուհի 31, 1902831 (2019):
Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Էներգիայի հավաքում Ericsson-ի պիրոէլեկտրական ցիկլերի հիման վրա հանգստացնող ֆերոէլեկտրական կերամիկականում: Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Էներգիայի հավաքում Ericsson-ի պիրոէլեկտրական ցիկլերի հիման վրա հանգստացնող ֆերոէլեկտրական կերամիկականում:Sebald G., Prouvost S. and Guyomar D. Էներգիայի հավաքում, որը հիմնված է պիրոէլեկտրական Ericsson ցիկլերի վրա ռելաքսատոր ֆերոէլեկտրական կերամիկայի մեջ:Sebald G., Prouvost S. and Guyomar D. Energy harvesting in relaxor ferroelectric ceramics based on Ericsson pyroelectric cycling. Խելացի մայր բուհի. կառուցվածքը։ 17, 15012 (2007):
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Հաջորդ սերնդի էլեկտրակալորիական և պիրոէլեկտրական նյութեր պինդ վիճակում էլեկտրաջերմային էներգիայի փոխակերպման համար: Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Հաջորդ սերնդի էլեկտրակալորիական և պիրոէլեկտրական նյութեր պինդ վիճակում էլեկտրաջերմային էներգիայի փոխակերպման համար: Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материјали следующего поколения для взаимного преобразования энерлектрической эвердотельной. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Հաջորդ սերնդի էլեկտրակալորիական և պիրոէլեկտրական նյութեր պինդ վիճակում էլեկտրաջերմային էներգիայի փոխակերպման համար: Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материјали следующего поколения для взаимного преобразования энерлектрической эвердотельной. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Հաջորդ սերնդի էլեկտրակալորիական և պիրոէլեկտրական նյութեր պինդ վիճակում էլեկտրաջերմային էներգիայի փոխակերպման համար:Լեդի Բուլ. 39, 1099–1109 (2014):
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Պիրոէլեկտրական նանոգեներատորների աշխատանքի քանակականացման ստանդարտ և արժեքավոր ցուցանիշ: Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Պիրոէլեկտրական նանոգեներատորների աշխատանքի քանակականացման ստանդարտ և արժեքավոր ցուցանիշ:Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL and Yang, Yu. Պիրոէլեկտրական նանոգեներատորների աշխատանքի քանակականացման ստանդարտ և որակական միավոր: 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 and Yang, Yu. Պիրոէլեկտրական նանոգեներատորի աշխատանքի քանակականացման չափորոշիչներ և կատարողական միջոցառումներ:Nano Energy 55, 534–540 (2019):
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Էլեկտրական սառեցման ցիկլեր կապարի սկանդիումի տանտալատում իրական վերածնումով դաշտային տատանումների միջոցով: Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Էլեկտրական սառեցման ցիկլեր կապարի սկանդիումի տանտալատում իրական վերածնումով դաշտային տատանումների միջոցով:Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. and Mathur, ND Էլեկտրական սառեցման ցիկլեր կապար-սկանդիում տանտալատում իրական վերածնումով դաշտի փոփոխման միջոցով: Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. 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. and Mathur, ND Սկանդիում-կապար տանտալատի էլեկտրաջերմային սառեցման ցիկլ՝ դաշտի հակադարձման միջոցով իրական վերածնման համար:ֆիզիկա Rev. X 9, 41002 (2019):
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Կալորիական նյութերը երկաթի փուլային անցումների մոտ: Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Կալորիական նյութերը երկաթի փուլային անցումների մոտ:Moya, X., Kar-Narayan, S. and Mathur, ND Կալորիական նյութերը ֆերոիդ փուլային անցումների մոտ: 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 Ջերմային նյութեր սեւ մետալուրգիայի մոտ:Moya, X., Kar-Narayan, S. and Mathur, ND Ջերմային նյութեր երկաթի փուլային անցումների մոտ:Նաթ. Մայր բուհի 13, 439–450 (2014):
Moya, X. & Mathur, ND Կալորիական նյութեր հովացման և ջեռուցման համար: Moya, X. & Mathur, ND Կալորիական նյութեր հովացման և ջեռուցման համար:Moya, X. and Mathur, ND Ջերմային նյութեր հովացման և ջեռուցման համար: Moya, X. & Mathur, ND 用于冷却和加热的热量材料。 Moya, X. & Mathur, ND Ջերմային նյութեր հովացման և ջեռուցման համար:Moya X. և Mathur ND Ջերմային նյութեր հովացման և ջեռուցման համար:Science 370, 797–803 (2020):
Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers. Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers.Torello, A. and Defay, E. Electrocaloric chillers. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论。 Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论。Torello, A. and Defay, E. Electrothermal coolers.Ընդլայնված. էլեկտրոնային. Մայր բուհի. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. et al. Էլեկտրական կալորիական նյութի հսկայական էներգաարդյունավետություն բարձր պատվիրված սկանդիում-սկանդիում-կապարում: Ազգային հաղորդակցվել. 12, 3298 (2021):
Nair, B. et al. Օքսիդային բազմաշերտ կոնդենսատորների էլեկտրաջերմային ազդեցությունը մեծ է ջերմաստիճանի լայն տիրույթում: Nature 575, 468–472 (2019):
Torello, A. et al. Ջերմաստիճանի հսկայական միջակայք էլեկտրաջերմային ռեգեներատորներում: Science 370, 125–129 (2020):
Wang, Y. et al. Բարձր արդյունավետության պինդ վիճակի էլեկտրաջերմային հովացման համակարգ: Science 370, 129–133 (2020):
Meng, Y. et al. Կասկադ էլեկտրաջերմային հովացման սարք՝ ջերմաստիճանի մեծ բարձրացման համար: National Energy 5, 996–1002 (2020):
Olsen, RB & Brown, DD Բարձր արդյունավետությամբ ջերմության ուղղակի փոխակերպում էլեկտրական էներգիայի հետ կապված պիրոէլեկտրական չափումների: Olsen, RB & Brown, DD Բարձր արդյունավետությամբ ջերմության ուղղակի փոխակերպում էլեկտրական էներգիայի հետ կապված պիրոէլեկտրական չափումների:Olsen, RB և Brown, DD Ջերմության բարձր արդյունավետ ուղղակի փոխակերպում էլեկտրական էներգիայի՝ կապված պիրոէլեկտրական չափումների հետ: 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 and Brown, DD Ջերմության արդյունավետ ուղղակի փոխակերպում էլեկտրականության՝ կապված պիրոէլեկտրական չափումների հետ:Ferroelectrics 40, 17–27 (1982):
Pandya, S. et al. Էներգիայի և հզորության խտությունը բարակ հանգստացնող ֆերոէլեկտրական թաղանթներում: Ազգային մայր բուհի. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018):
Smith, AN & Hanrahan, BM Կասկադային պիրոէլեկտրական փոխակերպում. ֆերոէլեկտրական փուլի անցման և էլեկտրական կորուստների օպտիմալացում: Smith, AN & Hanrahan, BM Կասկադային պիրոէլեկտրական փոխակերպում. ֆերոէլեկտրական փուլի անցման և էլեկտրական կորուստների օպտիմալացում:Smith, AN և Hanrahan, BM Cascaded pyroelectric conversion. ferroelectric փուլային անցում և էլեկտրական կորուստների օպտիմալացում: 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 և Hanrahan, BM Cascaded pyroelectric conversion. ferroelectric փուլային անցումների և էլեկտրական կորուստների օպտիմալացում:J. Դիմում. ֆիզիկա. 128, 24103 (2020):
Hoch, SR Ֆեռոէլեկտրական նյութերի օգտագործումը ջերմային էներգիան էլեկտրաէներգիայի վերածելու համար: գործընթաց։ IEEE 51, 838–845 (1963):
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Կասկադային պիրոէլեկտրական էներգիայի փոխարկիչ: Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Կասկադային պիրոէլեկտրական էներգիայի փոխարկիչ:Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM and 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 and Dullea, J. Cascaded pyroelectric power կերպափոխիչներ:Ferroelectrics 59, 205–219 (1984):
Shebanov, L. & Borman, K. Բարձր էլեկտրակալորիական ազդեցությամբ կապար-սկանդիում տանտալատի պինդ լուծույթների վրա: Shebanov, L. & Borman, K. Բարձր էլեկտրակալորիական ազդեցությամբ կապար-սկանդիում տանտալատի պինդ լուծույթների վրա:Shebanov L. and Borman K. Կապարի սկանդիումի տանտալատի պինդ լուծույթների մասին՝ բարձր էլեկտրակալորիական ազդեցությամբ։ Shebanov, L. & Borman, K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体。 Shebanov, L. & Borman, Կ.Shebanov L. and Borman K. Բարձր էլեկտրակալորիական ազդեցությամբ սկանդիում-կապար-սկանդիում պինդ լուծույթների մասին:Ferroelectrics 127, 143–148 (1992):
Մենք շնորհակալություն ենք հայտնում N. Furusawa-ին, Y. Inoue-ին և K. Honda-ին MLC-ի ստեղծման գործում նրանց օգնության համար: PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB և ED Շնորհակալություն Լյուքսեմբուրգի ազգային հետազոտական ​​հիմնադրամին (FNR) այս աշխատանքին աջակցելու համար CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay- միջոցով: Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay և BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay:
Նյութերի հետազոտությունների և տեխնոլոգիաների բաժին, Լյուքսեմբուրգի տեխնոլոգիական ինստիտուտ (LIST), Բելվուար, Լյուքսեմբուրգ