L-offerta ta’ sorsi sostenibbli ta’ elettriku hija waħda mill-aktar sfidi importanti ta’ dan is-seklu. Oqsma ta’ riċerka f’materjali għall-ġbir tal-enerġija joħorġu minn din il-motivazzjoni, inklużi t-termoelettriku1, il-fotovoltajku2 u t-termofotovoltajka3. Għalkemm m’għandniex materjali u apparati kapaċi li jiġbru l-enerġija fil-medda ta’ Joule, materjali piroelettriċi li jistgħu jikkonvertu l-enerġija elettrika f’bidliet perjodiċi fit-temperatura huma kkunsidrati bħala sensuri4 u apparati li jaħsdu l-enerġija5,6,7. Hawnhekk żviluppajna apparat makroskopiku li jaħsad l-enerġija termali fil-forma ta’ kapaċitatur b’ħafna saffi magħmul minn 42 gramma ta’ tantalat taċ-ċomb skandju, li jipproduċi 11.2 J ta’ enerġija elettrika għal kull ċiklu termodinamiku. Kull modulu piroelettriku jista’ jiġġenera densità ta’ enerġija elettrika sa 4.43 J cm-3 għal kull ċiklu. Nuru wkoll li żewġ moduli bħal dawn li jiżnu 0.3 g huma biżżejjed biex iħaddmu kontinwament apparati li jaħsdu l-enerġija awtonomi b’mikrokontrolluri u sensuri tat-temperatura integrati. Fl-aħħar nett, nuru li għal medda ta’ temperatura ta’ 10 K, dawn il-kapaċitaturi b’ħafna saffi jistgħu jilħqu effiċjenza Carnot ta’ 40%. Dawn il-proprjetajiet huma dovuti għal (1) bidla fil-fażi ferroelettrika għal effiċjenza għolja, (2) kurrent baxx ta' tnixxija biex jipprevjeni t-telf, u (3) vultaġġ għoli ta' tkissir. Dawn il-ħsad tal-enerġija piroelettrika makroskopiċi, skalabbli u effiċjenti qed jimmaġinaw mill-ġdid il-ġenerazzjoni tal-enerġija termoelettrika.
Meta mqabbel mal-gradjent tat-temperatura spazjali meħtieġ għal materjali termoelettriċi, il-ġbir tal-enerġija ta' materjali termoelettriċi jeħtieġ ċikliżmu tat-temperatura maż-żmien. Dan ifisser ċiklu termodinamiku, li huwa deskritt l-aħjar bid-dijagramma tal-entropija (S)-temperatura (T). Il-Figura 1a turi plott ST tipiku ta' materjal piroelettriku mhux lineari (NLP) li juri tranżizzjoni tal-fażi ferroelettrika-paraelettrika mmexxija mill-kamp fit-tantalat taċ-ċomb skandju (PST). Is-sezzjonijiet blu u ħodor taċ-ċiklu fuq id-dijagramma ST jikkorrispondu għall-enerġija elettrika konvertita fiċ-ċiklu ta' Olson (żewġ sezzjonijiet iżotermiċi u żewġ sezzjonijiet iżopoli). Hawnhekk nikkunsidraw żewġ ċikli bl-istess bidla fil-kamp elettriku (kamp mixgħul u mitfi) u bidla fit-temperatura ΔT, għalkemm b'temperaturi inizjali differenti. Iċ-ċiklu aħdar mhux jinsab fir-reġjun tat-tranżizzjoni tal-fażi u għalhekk għandu erja ħafna iżgħar miċ-ċiklu blu li jinsab fir-reġjun tat-tranżizzjoni tal-fażi. Fid-dijagramma ST, iktar ma tkun kbira l-erja, iktar tkun kbira l-enerġija miġbura. Għalhekk, it-tranżizzjoni tal-fażi trid tiġbor aktar enerġija. Il-ħtieġa għal ċikliżmu ta' żona kbira fl-NLP hija simili ħafna għall-ħtieġa għal applikazzjonijiet elettrotermali9, 10, 11, 12 fejn il-kapaċitaturi PST b'ħafna saffi (MLCs) u t-terpolimeri bbażati fuq il-PVDF dan l-aħħar urew prestazzjoni eċċellenti b'lura. status tal-prestazzjoni tat-tkessiħ fiċ-ċiklu 13,14,15,16. Għalhekk, identifikajna PST MLCs ta' interess għall-ġbir tal-enerġija termali. Dawn il-kampjuni ġew deskritti bis-sħiħ fil-metodi u kkaratterizzati fin-noti supplimentari 1 (mikroskopija elettronika tal-iskannjar), 2 (diffrazzjoni tar-raġġi-X) u 3 (kalorimetrija).
a, Skeċċ ta' plott ta' entropija (S)-temperatura (T) b'kamp elettriku mixgħul u mitfi applikat għal materjali NLP li juri tranżizzjonijiet tal-fażi. Żewġ ċikli ta' ġbir tal-enerġija huma murija f'żewġ żoni ta' temperatura differenti. Iċ-ċikli blu u aħdar iseħħu ġewwa u barra t-tranżizzjoni tal-fażi, rispettivament, u jispiċċaw f'reġjuni differenti ħafna tal-wiċċ. b, żewġ ċrieki unipolari DE PST MLC, ħoxnin 1 mm, imkejla bejn 0 u 155 kV cm-1 f'20 °C u 90 °C, rispettivament, u ċ-ċikli Olsen korrispondenti. L-ittri ABCD jirreferu għal stati differenti fiċ-ċiklu Olson. AB: L-MLCs ġew iċċarġjati għal 155 kV cm-1 f'20°C. BC: L-MLC inżamm f'155 kV cm-1 u t-temperatura żdiedet għal 90 °C. CD: L-MLC jiskarga f'90°C. DA: MLC imkessaħ għal 20°C f'kamp żero. Iż-żona blu tikkorrispondi għall-qawwa tad-dħul meħtieġa biex jinbeda ċ-ċiklu. Iż-żona oranġjo hija l-enerġija miġbura f'ċiklu wieħed. c, il-pannell ta' fuq, vultaġġ (iswed) u kurrent (aħmar) kontra l-ħin, traċċati matul l-istess ċiklu ta' Olson bħal b. Iż-żewġ inserzjonijiet jirrappreżentaw l-amplifikazzjoni tal-vultaġġ u l-kurrent f'punti ewlenin fiċ-ċiklu. Fil-pannell t'isfel, il-kurvi sofor u ħodor jirrappreżentaw il-kurvi korrispondenti tat-temperatura u l-enerġija, rispettivament, għal MLC ta' ħxuna ta' 1 mm. L-enerġija hija kkalkulata mill-kurvi tal-kurrent u l-vultaġġ fuq il-pannell ta' fuq. L-enerġija negattiva tikkorrispondi għall-enerġija miġbura. Il-passi li jikkorrispondu għall-ittri kapitali fl-erba' figuri huma l-istess bħal fiċ-ċiklu ta' Olson. Iċ-ċiklu AB'CD jikkorrispondi għaċ-ċiklu ta' Stirling (nota addizzjonali 7).
Fejn E u D huma l-kamp elettriku u l-kamp ta' spostament elettriku, rispettivament. Nd jista' jinkiseb indirettament miċ-ċirkwit DE (Fig. 1b) jew direttament billi jinbeda ċiklu termodinamiku. L-aktar metodi utli ġew deskritti minn Olsen fix-xogħol pijunier tiegħu dwar il-ġbir tal-enerġija piroelettrika fis-snin tmenin17.
Fil-figura 1b jidhru żewġ linji DE monopolari ta' kampjuni PST-MLC ta' ħxuna ta' 1 mm immuntati f'20 °C u 90 °C, rispettivament, fuq medda ta' 0 sa 155 kV cm-1 (600 V). Dawn iż-żewġ ċikli jistgħu jintużaw biex jiġi kkalkulat indirettament l-enerġija miġbura miċ-ċiklu Olson muri fil-Figura 1a. Fil-fatt, iċ-ċiklu Olsen jikkonsisti f'żewġ fergħat ta' isokamp (hawn, kamp żero fil-fergħa DA u 155 kV cm-1 fil-fergħa BC) u żewġ fergħat isotermiċi (hawn, 20°С u 20°С fil-fergħa AB). (C fil-fergħa CD) L-enerġija miġbura matul iċ-ċiklu tikkorrispondi għar-reġjuni oranġjo u blu (integral EdD). L-enerġija miġbura Nd hija d-differenza bejn l-enerġija tad-dħul u tal-ħruġ, jiġifieri biss iż-żona oranġjo fil-figura 1b. Dan iċ-ċiklu Olson partikolari jagħti densità ta' enerġija Nd ta' 1.78 J cm-3. Iċ-ċiklu Stirling huwa alternattiva għaċ-ċiklu Olson (Nota Supplimentari 7). Minħabba li l-istadju ta' ċarġ kostanti (ċirkwit miftuħ) jintlaħaq aktar faċilment, id-densità tal-enerġija estratta mill-Fig. 1b (ċiklu AB'CD) tilħaq 1.25 J cm-3. Dan huwa biss 70% ta' dak li jista' jiġbor iċ-ċiklu Olson, iżda tagħmir sempliċi tal-ħsad jagħmilha.
Barra minn hekk, kejjilna direttament l-enerġija miġbura matul iċ-ċiklu Olson billi enerġizzajna l-PST MLC bl-użu ta' stadju ta' kontroll tat-temperatura Linkam u miter tas-sors (metodu). Il-Figura 1c fil-parti ta' fuq u fl-inserzjonijiet rispettivi turi l-kurrent (aħmar) u l-vultaġġ (iswed) miġbura fuq l-istess PST MLC ta' ħxuna ta' 1 mm bħal għal-linja DE li tgħaddi mill-istess ċiklu Olson. Il-kurrent u l-vultaġġ jagħmluha possibbli li tiġi kkalkulata l-enerġija miġbura, u l-kurvi huma murija fil-fig. 1c, fil-qiegħ (aħdar) u t-temperatura (isfar) matul iċ-ċiklu. L-ittri ABCD jirrappreżentaw l-istess ċiklu Olson fil-Fig. 1. L-iċċarġjar tal-MLC iseħħ matul il-parti AB u jitwettaq b'kurrent baxx (200 µA), għalhekk SourceMeter jista' jikkontrolla l-iċċarġjar kif suppost. Il-konsegwenza ta' din il-kurrent inizjali kostanti hija li l-kurva tal-vultaġġ (kurva sewda) mhijiex lineari minħabba l-kamp ta' spostament potenzjali mhux lineari D PST (Fig. 1c, inserzjoni ta' fuq). Fi tmiem l-iċċarġjar, 30 mJ ta' enerġija elettrika jinħażnu fl-MLC (punt B). L-MLC imbagħad jisħon u jiġi prodott kurrent negattiv (u għalhekk kurrent negattiv) filwaqt li l-vultaġġ jibqa' ta' 600 V. Wara 40 s, meta t-temperatura laħqet plateau ta' 90 °C, dan il-kurrent ġie kkumpensat, għalkemm il-kampjun tal-pass ipproduċa fiċ-ċirkwit qawwa elettrika ta' 35 mJ matul dan l-isokamp (it-tieni inserzjoni fil-Fig. 1c, fuq). Il-vultaġġ fuq l-MLC (fergħa CD) imbagħad jitnaqqas, u jirriżulta f'60 mJ addizzjonali ta' xogħol elettriku. L-enerġija totali tal-ħruġ hija 95 mJ. L-enerġija miġbura hija d-differenza bejn l-enerġija tad-dħul u tal-ħruġ, li tagħti 95 – 30 = 65 mJ. Dan jikkorrispondi għal densità tal-enerġija ta' 1.84 J cm-3, li hija qrib ħafna tal-Nd estratt miċ-ċirku DE. Ir-riproduċibbiltà ta' dan iċ-ċiklu Olson ġiet ittestjata b'mod estensiv (Nota Supplimentari 4). Billi żidna aktar il-vultaġġ u t-temperatura, ksibna 4.43 J cm-3 bl-użu ta' ċikli Olsen f'PST MLC ta' 0.5 mm ħxuna fuq medda ta' temperatura ta' 750 V (195 kV cm-1) u 175 °C (Nota Supplimentari 5). Dan huwa erba' darbiet akbar mill-aqwa prestazzjoni rrappurtata fil-letteratura għal ċikli diretti ta' Olson u nkiseb fuq films irqaq ta' Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1.06 J cm-3)18 (cm. Tabella Supplimentari 1 għal aktar valuri fil-letteratura). Din il-prestazzjoni ntlaħqet minħabba l-kurrent ta' tnixxija baxx ħafna ta' dawn l-MLCs (<10−7 A f'750 V u 180 °C, ara d-dettalji fin-Nota Supplimentari 6)—punt kruċjali msemmi minn Smith et al.19—b'kuntrast mal-materjali użati fi studji preċedenti17,20. Din il-prestazzjoni ntlaħqet minħabba l-kurrent ta' tnixxija baxx ħafna ta' dawn l-MLCs (<10−7 A f'750 V u 180 °C, ara d-dettalji fin-Nota Supplimentari 6)—punt kruċjali msemmi minn Smith et al.19—b'kuntrast mal-materjali użati fi studji preċedenti17,20. Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих MLC (<10–7 °C А70 и 10–7 °C А70пи см. подробности в дополнительном примечании 6) — критический момент, упомянутый Смитом и дритом. 19 — в отличие от к материалам, использованным в более ранних исследованиях17,20. Dawn il-karatteristiċi nkisbu minħabba l-kurrent ta' tnixxija baxx ħafna ta' dawn l-MLCs (<10–7 A f'750 V u 180 °C, ara n-Nota Supplimentari 6 għad-dettalji) – punt kritiku msemmi minn Smith et al. 19 – b'kuntrast ma' materjali użati fi studji preċedenti17,20.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，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 补充 说昅 说渭信息））））） — 等 人 19 提到 关键 关键 点 相比之下 相比之下 相比之下比之下比之相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比下之比下 相比下相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下，已经达到了这种性能到早期研究中使用的材料17.20。 Поскольку ток утечки этих MLC очень низкий (<10–7 А при 750 В и 180 °C, см. подробносте подробности влнизкий примечании 6) — ключевой момент, упомянутый Смитом и др. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики. Peress li l-kurrent tat-tnixxija ta' dawn l-MLCs huwa baxx ħafna (<10–7 A f'750 V u 180 °C, ara n-Nota Supplimentari 6 għad-dettalji) – punt ewlieni msemmi minn Smith et al. 19 – għal tqabbil, dawn il-prestazzjonijiet inkisbu.għal materjali użati fi studji preċedenti 17,20.
L-istess kundizzjonijiet (600 V, 20–90 °C) applikaw għaċ-ċiklu Stirling (Nota Supplimentari 7). Kif mistenni mir-riżultati taċ-ċiklu DE, ir-rendiment kien ta’ 41.0 mJ. Waħda mill-aktar karatteristiċi impressjonanti taċ-ċikli Stirling hija l-abbiltà tagħhom li jamplifikaw il-vultaġġ inizjali permezz tal-effett termoelettriku. Osservajna żieda fil-vultaġġ sa 39 (minn vultaġġ inizjali ta’ 15 V sa vultaġġ finali sa 590 V, ara l-Fig. Supplimentari 7.2).
Karatteristika oħra li tiddistingwi dawn l-MLCs hija li huma oġġetti makroskopiċi kbar biżżejjed biex jiġbru l-enerġija fil-medda tal-joule. Għalhekk, bnejna prototip ta' ħsad (HARV1) bl-użu ta' 28 MLC PST ħoxnin 1 mm, billi segwejna l-istess disinn ta' pjanċa parallela deskritt minn Torello et al.14, f'matriċi 7×4 kif muri fil-Fig. Il-fluwidu dielettriku li jġorr is-sħana fil-manifold huwa spostat minn pompa peristaltika bejn żewġ ġibjuni fejn it-temperatura tal-fluwidu tinżamm kostanti (metodu). Iġbor sa 3.1 J bl-użu taċ-ċiklu Olson deskritt fil-fig. 2a, reġjuni iżotermiċi f'10°C u 125°C u reġjuni iżokamp f'0 u 750 V (195 kV cm-1). Dan jikkorrispondi għal densità ta' enerġija ta' 3.14 J cm-3. Bl-użu ta' din il-kombinazzjoni, ittieħdu kejl taħt diversi kundizzjonijiet (Fig. 2b). Innota li nkiseb 1.8 J fuq medda ta' temperatura ta' 80 °C u vultaġġ ta' 600 V (155 kV cm-1). Dan jaqbel sew mal-65 mJ imsemmija qabel għal PST MLC ta' ħxuna ta' 1 mm taħt l-istess kundizzjonijiet (28 × 65 = 1820 mJ).
a, Setup sperimentali ta' prototip HARV1 immuntat ibbażat fuq 28 MLC PSTs ħoxnin 1 mm (4 ringieli × 7 kolonni) li jaħdmu fuq ċikli Olson. Għal kull wieħed mill-erba' passi taċ-ċiklu, it-temperatura u l-vultaġġ huma pprovduti fil-prototip. Il-kompjuter isuq pompa peristaltika li tiċċirkola fluwidu dielettriku bejn ir-riżervwar kiesaħ u sħun, żewġ valvi, u sors ta' enerġija. Il-kompjuter juża wkoll termokoppji biex jiġbor dejta dwar il-vultaġġ u l-kurrent fornuti lill-prototip u t-temperatura tal-kombinazzjoni mill-provvista tal-enerġija. b, Enerġija (kulur) miġbura mill-prototip 4×7 MLC tagħna kontra l-firxa tat-temperatura (assi X) u l-vultaġġ (assi Y) f'esperimenti differenti.
Verżjoni akbar tal-magna tal-ħsad (HARV2) b'60 PST MLC ħxuna ta' 1 mm u 160 PST MLC ħxuna ta' 0.5 mm (41.7 g materjal piroelettriku attiv) tat 11.2 J (Nota Supplimentari 8). Fl-1984, Olsen għamlet magna tal-ħsad tal-enerġija bbażata fuq 317 g ta' kompost Pb(Zr,Ti)O3 iddopat bil-landa kapaċi jiġġenera 6.23 J ta' elettriku f'temperatura ta' madwar 150 °C (ref. 21). Għal din il-kombinazzjoni, dan huwa l-uniku valur ieħor disponibbli fil-medda tal-joule. Kisbet ftit aktar minn nofs il-valur li ksibna u kważi seba' darbiet il-kwalità. Dan ifisser li d-densità tal-enerġija tal-HARV2 hija 13-il darba ogħla.
Il-perjodu taċ-ċiklu HARV1 huwa ta' 57 sekonda. Dan ipproduċa 54 mW ta' qawwa b'4 ringieli ta' 7 kolonni ta' settijiet MLC ta' ħxuna ta' 1 mm. Biex immorru pass ieħor 'il quddiem, bnejna t-tielet kombinatur (HARV3) b'PST MLC ta' ħxuna ta' 0.5mm u setup simili għal HARV1 u HARV2 (Nota Supplimentari 9). Kejjilna ħin ta' termalizzazzjoni ta' 12.5 sekonda. Dan jikkorrispondi għal ħin taċ-ċiklu ta' 25 s (Fig. Supplimentari 9). L-enerġija miġbura (47 mJ) tagħti qawwa elettrika ta' 1.95 mW għal kull MLC, li mbagħad tippermettilna nimmaġinaw li HARV2 jipproduċi 0.55 W (madwar 1.95 mW × 280 PST MLC ta' ħxuna ta' 0.5 mm). Barra minn hekk, simulajna t-trasferiment tas-sħana bl-użu ta' Finite Element Simulation (COMSOL, Nota Supplimentari 10 u Tabelli Supplimentari 2–4) li jikkorrispondu għall-esperimenti HARV1. L-immudellar tal-elementi finiti għamilha possibbli li jiġu mbassra valuri tal-qawwa kważi ordni ta' kobor ogħla (430 mW) għall-istess numru ta' kolonni PST billi rqaq l-MLC għal 0.2 mm, uża l-ilma bħala likwidu li jkessaħ, u rrestawra l-matriċi għal 7 ringieli × 4 kolonni (flimkien ma' , kien hemm 960 mW meta t-tank kien ħdejn il-kombinazzjoni, Fig. Supplimentari 10b).
Biex tintwera l-utilità ta' dan il-kollettur, ġie applikat ċiklu Stirling għal dimostratur waħdu li jikkonsisti f'żewġ PST MLCs biss ta' ħxuna ta' 0.5 mm bħala kolletturi tas-sħana, swiċċ ta' vultaġġ għoli, swiċċ ta' vultaġġ baxx b'kapaċitatur tal-ħażna, konvertitur DC/DC, mikrokontrollur ta' enerġija baxxa, żewġ termokoppji u konvertitur boost (Nota Supplimentari 11). Iċ-ċirkwit jirrikjedi li l-kapaċitatur tal-ħażna jiġi inizjalment iċċarġjat b'9V u mbagħad jaħdem b'mod awtonomu waqt li t-temperatura taż-żewġ MLCs tvarja minn -5°C sa 85°C, hawn f'ċikli ta' 160 s (diversi ċikli huma murija fin-Nota Supplimentari 11). Ta' min jinnota li żewġ MLCs li jiżnu biss 0.3g jistgħu jikkontrollaw b'mod awtonomu din is-sistema kbira. Karatteristika interessanti oħra hija li l-konvertitur ta' vultaġġ baxx huwa kapaċi jikkonverti 400V għal 10-15V b'effiċjenza ta' 79% (Nota Supplimentari 11 u Figura Supplimentari 11.3).
Fl-aħħar nett, evalwajna l-effiċjenza ta' dawn il-moduli MLC fil-konverżjoni tal-enerġija termali f'enerġija elettrika. Il-fattur ta' kwalità η tal-effiċjenza huwa definit bħala l-proporzjon tad-densità tal-enerġija elettrika miġbura Nd għad-densità tas-sħana fornuta Qin (Nota Supplimentari 12):
Il-Figuri 3a,b juru l-effiċjenza η u l-effiċjenza proporzjonali ηr taċ-ċiklu Olsen, rispettivament, bħala funzjoni tal-medda tat-temperatura ta' PST MLC ta' 0.5 mm ħxuna. Iż-żewġ settijiet ta' dejta huma mogħtija għal kamp elettriku ta' 195 kV cm-1. L-effiċjenza \(\this\) tilħaq 1.43%, li huwa ekwivalenti għal 18% ta' ηr. Madankollu, għal medda ta' temperatura ta' 10 K minn 25 °C sa 35 °C, ηr tilħaq valuri sa 40% (kurva blu fil-Fig. 3b). Dan huwa d-doppju tal-valur magħruf għal materjali NLP irreġistrati f'films PMN-PT (ηr = 19%) fil-medda tat-temperatura ta' 10 K u 300 kV cm-1 (Ref. 18). Il-meded ta' temperatura taħt l-10 K ma ġewx ikkunsidrati għaliex l-istereżi termali tal-PST MLC hija bejn 5 u 8 K. Ir-rikonoxximent tal-effett pożittiv tat-tranżizzjonijiet tal-fażi fuq l-effiċjenza huwa kritiku. Fil-fatt, il-valuri ottimali ta' η u ηr kważi kollha jinkisbu fit-temperatura inizjali Ti = 25°C fil-Figuri 3a,b. Dan minħabba tranżizzjoni ta' fażi mill-qrib meta ma jiġi applikat l-ebda kamp u t-temperatura ta' Curie TC hija madwar 20°C f'dawn l-MLCs (Nota Supplimentari 13).
a,b, l-effiċjenza η u l-effiċjenza proporzjonali taċ-ċiklu ta' Olson (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot}} għall-elettriku massimu minn kamp ta' 195 kV cm-1 u temperaturi inizjali differenti Ti, }}\,\)(b) għall-MPC PST 0.5 mm ħoxnin, skont l-intervall tat-temperatura ΔTspan.
Din l-aħħar osservazzjoni għandha żewġ implikazzjonijiet importanti: (1) kwalunkwe ċikliżmu effettiv irid jibda f'temperaturi 'l fuq minn TC biex isseħħ tranżizzjoni tal-fażi indotta mill-kamp (minn paraelettriku għal ferroelettriku); (2) dawn il-materjali huma aktar effiċjenti f'ħinijiet ta' tħaddim qrib it-TC. Għalkemm fl-esperimenti tagħna ntwerew effiċjenzi fuq skala kbira, il-medda limitata tat-temperatura ma tippermettilniex niksbu effiċjenzi assoluti kbar minħabba l-limitu ta' Carnot (\(\Delta T/T\)). Madankollu, l-effiċjenza eċċellenti murija minn dawn il-PST MLCs tiġġustifika lil Olsen meta jsemmi li "mutur termoelettriku riġenerattiv ideali tal-klassi 20 li jopera f'temperaturi bejn 50 °C u 250 °C jista' jkollu effiċjenza ta' 30%"17. Biex jintlaħqu dawn il-valuri u jiġi ttestjat il-kunċett, ikun utli li jintużaw PSTs iddopjati b'TCs differenti, kif studjat minn Shebanov u Borman. Huma wrew li t-TC fil-PST jista' jvarja minn 3°C (doping ta' Sb) sa 33°C (doping ta' Ti) 22. Għalhekk, aħna nissoponu li r-riġeneraturi piroelettriċi tal-ġenerazzjoni li jmiss ibbażati fuq PST MLCs iddopjati jew materjali oħra b'tranżizzjoni qawwija tal-fażi tal-ewwel ordni jistgħu jikkompetu mal-aqwa apparati li jaħsdu l-enerġija.
F'dan l-istudju, investigajna MLCs magħmula minn PST. Dawn l-apparati jikkonsistu f'serje ta' elettrodi Pt u PST, fejn diversi capacitors huma konnessi b'mod parallel. Il-PST intgħażel għaliex huwa materjal EC eċċellenti u għalhekk materjal NLP potenzjalment eċċellenti. Juri transizzjoni qawwija tal-fażi ferroelettrika-paraelettrika tal-ewwel ordni madwar 20 °C, li tindika li l-bidliet fl-entropija tiegħu huma simili għal dawk murija fil-Fig. 1. MLCs simili ġew deskritti bis-sħiħ għal apparati EC13,14. F'dan l-istudju, użajna MLCs ta' 10.4 × 7.2 × 1 mm³ u 10.4 × 7.2 × 0.5 mm³. MLCs bi ħxuna ta' 1 mm u 0.5 mm saru minn 19 u 9 saffi ta' PST bi ħxuna ta' 38.6 µm, rispettivament. Fiż-żewġ każijiet, is-saff PST ta' ġewwa tqiegħed bejn elettrodi tal-platinu bi ħxuna ta' 2.05 µm. Id-disinn ta' dawn l-MLCs jassumi li 55% tal-PSTs huma attivi, li jikkorrispondu għall-parti bejn l-elettrodi (Nota Supplimentari 1). Iż-żona tal-elettrodu attiv kienet ta' 48.7 mm2 (Tabella Supplimentari 5). L-MLC PST ġie ppreparat permezz ta' reazzjoni f'fażi solida u metodu ta' ikkastjar. Id-dettalji tal-proċess ta' preparazzjoni ġew deskritti f'artiklu preċedenti14. Waħda mid-differenzi bejn il-PST MLC u l-artiklu preċedenti hija l-ordni tas-siti B, li taffettwa ħafna l-prestazzjoni tal-EC fil-PST. L-ordni tas-siti B tal-PST MLC hija 0.75 (Nota Supplimentari 2) miksuba permezz ta' sinterizzazzjoni f'1400°C segwita minn mijiet ta' sigħat ta' annealing f'1000°C. Għal aktar informazzjoni dwar il-PST MLC, ara n-Noti Supplimentari 1-3 u t-Tabella Supplimentari 5.
Il-kunċett ewlieni ta’ dan l-istudju huwa bbażat fuq iċ-ċiklu ta’ Olson (Fig. 1). Għal ċiklu bħal dan, neħtieġu riżervwar sħun u kiesaħ u provvista ta’ enerġija kapaċi li timmonitorja u tikkontrolla l-vultaġġ u l-kurrent fid-diversi moduli MLC. Dawn iċ-ċikli diretti użaw żewġ konfigurazzjonijiet differenti, jiġifieri (1) moduli Linkam li jsaħħnu u jkessħu MLC wieħed imqabbad ma’ sors ta’ enerġija Keithley 2410, u (2) tliet prototipi (HARV1, HARV2 u HARV3) b’mod parallel bl-istess sors ta’ enerġija. Fl-aħħar każ, fluwidu dielettriku (żejt tas-silikon b’viskożità ta’ 5 cP f’25°C, mixtri minn Sigma Aldrich) intuża għall-iskambju tas-sħana bejn iż-żewġ riżervwars (sħun u kiesaħ) u l-MLC. Ir-riżervwar termali jikkonsisti minn kontenitur tal-ħġieġ mimli b’fluwidu dielettriku u mqiegħed fuq il-pjanċa termali. Il-ħażna fil-friża tikkonsisti minn banju tal-ilma b’tubi tal-likwidu li fihom fluwidu dielettriku f’kontenitur kbir tal-plastik mimli bl-ilma u s-silġ. Żewġ valvijiet tal-pinch bi tliet direzzjonijiet (mixtrija minn Bio-Chem Fluidics) tqiegħdu f'kull tarf tal-kombinazzjoni biex jaqilbu l-fluwidu kif suppost minn riżervwar għal ieħor (Figura 2a). Biex jiġi żgurat ekwilibriju termali bejn il-pakkett PST-MLC u l-likwidu li jkessaħ, il-perjodu taċ-ċiklu ġie estiż sakemm it-termokoppji tad-dħul u tal-ħruġ (kemm jista' jkun qrib il-pakkett PST-MLC) urew l-istess temperatura. L-iskritt Python jimmaniġġja u jissinkronizza l-istrumenti kollha (miters tas-sors, pompi, valvi, u termokoppji) biex imexxu ċ-ċiklu Olson korrett, jiġifieri l-linja tal-likwidu li jkessaħ tibda tiċċikla mill-munzell PST wara li l-miter tas-sors jiġi ċċarġjat sabiex jisħnu fil-vultaġġ applikat mixtieq għaċ-ċiklu Olson partikolari.
Alternattivament, ikkonfermajna dawn il-kejl diretti tal-enerġija miġbura b'metodi indiretti. Dawn il-metodi indiretti huma bbażati fuq spostament elettriku (D) – linji tal-kamp elettriku (E) miġbura f'temperaturi differenti, u billi jiġi kkalkulat iż-żona bejn żewġ linji DE, wieħed jista' jistma b'mod preċiż kemm enerġija tista' tinġabar, kif muri fil-figura. fil-figura 2. .1b. Dawn il-linji DE jinġabru wkoll bl-użu ta' miters tas-sors Keithley.
Tmienja u għoxrin PST MLCs ta' ħxuna ta' 1 mm ġew immuntati fi struttura ta' pjanċi paralleli b'4 ringieli u 7 kolonni skont id-disinn deskritt fir-referenza. 14. Id-distakk tal-fluwidu bejn ir-ringieli tal-PST-MLC huwa ta' 0.75 mm. Dan jinkiseb billi jiżdiedu strixxi ta' tejp b'żewġ naħat bħala spacers tal-likwidu madwar it-truf tal-PST MLC. Il-PST MLC huwa konness elettrikament b'mod parallel ma' pont epossidiku tal-fidda f'kuntatt mal-wajers tal-elettrodu. Wara dan, il-wajers ġew imwaħħla b'reżina epossidika tal-fidda ma' kull naħa tat-terminals tal-elettrodu għall-konnessjoni mal-provvista tal-enerġija. Fl-aħħarnett, daħħal l-istruttura kollha fil-pajp tal-polyolefin. Dan tal-aħħar huwa mwaħħal mat-tubu tal-fluwidu biex jiżgura siġillar xieraq. Fl-aħħarnett, termokoppji tat-tip K ta' ħxuna ta' 0.25 mm inbnew f'kull tarf tal-istruttura tal-PST-MLC biex jimmonitorjaw it-temperaturi tal-likwidu tad-dħul u tal-ħruġ. Biex tagħmel dan, il-pajp l-ewwel irid jiġi mtaqqab. Wara li tinstalla t-termokoppja, applika l-istess kolla bħal qabel bejn il-pajp tat-termokoppja u l-wajer biex tirrestawra s-siġill.
Inbnew tmien prototipi separati, erbgħa minnhom kellhom 40 MLC PST ta' ħxuna ta' 0.5 mm imqassma bħala pjanċi paralleli b'5 kolonni u 8 ringieli, u l-erbgħa li fadal kellhom 15 MLC PST ta' ħxuna ta' 1 mm kull wieħed, fi struttura ta' pjanċi paralleli ta' 3 kolonni × 5 ringieli. In-numru totali ta' PST MLCs użati kien ta' 220 (160 ta' ħxuna ta' 0.5 mm u 60 PST MLC ta' ħxuna ta' 1 mm). Aħna nsejħu dawn iż-żewġ subunitajiet HARV2_160 u HARV2_60. Id-distakk tal-likwidu fil-prototip HARV2_160 jikkonsisti f'żewġ tejps b'żewġ naħat ta' ħxuna ta' 0.25 mm b'wajer ta' ħxuna ta' 0.25 mm bejniethom. Għall-prototip HARV2_60, irrepetejna l-istess proċedura, iżda użajna wajer ta' ħxuna ta' 0.38 mm. Għas-simetrija, HARV2_160 u HARV2_60 għandhom iċ-ċirkwiti tal-fluwidu, il-pompi, il-valvi u n-naħa kiesħa tagħhom stess (Nota Supplimentari 8). Żewġ unitajiet HARV2 jaqsmu riżerva tas-sħana, kontenitur ta' 3 litri (30 ċm x 20 ċm x 5 ċm) fuq żewġ pjanċi sħan b'kalamiti li jduru. It-tmien prototipi individwali kollha huma konnessi elettrikament b'mod parallel. Is-subunitajiet HARV2_160 u HARV2_60 jaħdmu simultanjament fiċ-ċiklu Olson li jirriżulta f'ħsad ta' enerġija ta' 11.2 J.
Poġġi PST MLC ta' 0.5mm ħxuna f'pajp tal-polyolefin b'tejp b'żewġ naħat u wajer fuq iż-żewġ naħat biex toħloq spazju biex il-likwidu jiċċirkola. Minħabba d-daqs żgħir tiegħu, il-prototip tqiegħed ħdejn valv tar-riżervwar sħun jew kiesaħ, biex b'hekk jiġu minimizzati l-ħinijiet taċ-ċiklu.
Fil-PST MLC, kamp elettriku kostanti jiġi applikat billi jiġi applikat vultaġġ kostanti fuq il-fergħa tat-tisħin. B'riżultat ta' dan, jiġi ġġenerat kurrent termali negattiv u l-enerġija tinħażen. Wara li jissaħħan il-PST MLC, il-kamp jitneħħa (V = 0), u l-enerġija maħżuna fih tiġi rritornata lura lill-counter tas-sors, li jikkorrispondi għal kontribuzzjoni oħra tal-enerġija miġbura. Fl-aħħar, b'vultaġġ V = 0 applikat, il-PSTs tal-MLC jitkessħu għat-temperatura inizjali tagħhom sabiex iċ-ċiklu jkun jista' jerġa' jibda. F'dan l-istadju, l-enerġija ma tinġabarx. Mexxejna ċ-ċiklu Olsen billi użajna Keithley 2410 SourceMeter, billi ċċarġjajna l-PST MLC minn sors ta' vultaġġ u ssettjajna t-tqabbil tal-kurrent għall-valur xieraq sabiex jinġabru biżżejjed punti matul il-fażi tal-iċċarġjar għal kalkoli affidabbli tal-enerġija.
Fiċ-ċikli ta' Stirling, il-PST MLCs ġew iċċarġjati fil-modalità ta' sors ta' vultaġġ b'valur inizjali tal-kamp elettriku (vultaġġ inizjali Vi > 0), kurrent ta' konformità mixtieq sabiex il-pass tal-iċċarġjar jieħu madwar 1 sekonda (u jinġabru biżżejjed punti għal kalkolu affidabbli tal-enerġija) u temperatura kiesħa. Fiċ-ċikli ta' Stirling, il-PST MLCs ġew iċċarġjati fil-modalità ta' sors ta' vultaġġ b'valur inizjali tal-kamp elettriku (vultaġġ inizjali Vi > 0), kurrent ta' konformità mixtieq sabiex il-pass tal-iċċarġjar jieħu madwar 1 sekonda (u jinġabru biżżejjed punti għal kalkolu affidabbli tal-enerġija) u temperatura kiesħa. В циклах Стирлинга PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном значе электрического поля (начальное напряжение Vi > 0), желаемом податливом токе, так что этарап заление заление заление 1 с (и набирается достаточное количество точек для надежного расчета энергия) u холодная temperatura. Fiċ-ċikli Stirling PST MLC, ġew iċċarġjati fil-modalità tas-sors tal-vultaġġ fil-valur inizjali tal-kamp elettriku (vultaġġ inizjali Vi > 0), il-kurrent tar-rendiment mixtieq, sabiex l-istadju tal-iċċarġjar jieħu madwar 1 sekonda (u jinġabar numru suffiċjenti ta' punti għal kalkolu affidabbli tal-enerġija) u temperatura kiesħa.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。 Fiċ-ċiklu ewlieni, il-PST MLC jiġi ċċarġjat fil-valur inizjali tal-kamp elettriku (vultaġġ inizjali Vi > 0) fil-modalità tas-sors tal-vultaġġ, sabiex il-kurrent ta' konformità meħtieġ jieħu madwar sekonda għall-pass tal-iċċarġjar (u ġbarna biżżejjed punti biex nikkalkulaw b'mod affidabbli (l-enerġija) u t-temperatura baxxa. В цикле Стирлинга PST MLC заряжается в режиме источника напряжения с начальным значальным значаченлиесмко поля (начальное напряжение Vi > 0), требуемый ток податливости таков, что этап зарядки зарядки затано ко набирается достаточное количество точек, чтобы надежно рассчитать энергию) и низкие temperaturi. Fiċ-ċiklu Stirling, il-PST MLC jiġi ċċarġjat fil-modalità tas-sors tal-vultaġġ b'valur inizjali tal-kamp elettriku (vultaġġ inizjali Vi > 0), il-kurrent ta' konformità meħtieġ huwa tali li l-istadju tal-iċċarġjar jieħu madwar 1 sekonda (u jinġabar numru suffiċjenti ta' punti biex tiġi kkalkulata l-enerġija b'mod affidabbli) u temperaturi baxxi.Qabel ma l-PST MLC jisħon, iftaħ iċ-ċirkwit billi tapplika kurrent ta' tqabbil ta' I = 0 mA (il-kurrent minimu ta' tqabbil li s-sors tal-kejl tagħna jista' jimmaniġġja huwa 10 nA). B'riżultat ta' dan, tibqa' ċarġ fil-PST tal-MJK, u l-vultaġġ jiżdied hekk kif il-kampjun jisħon. L-ebda enerġija ma tinġabar fid-driegħ BC għaliex I = 0 mA. Wara li tintlaħaq temperatura għolja, il-vultaġġ fl-MLT FT jiżdied (f'xi każijiet aktar minn 30 darba, ara l-fig. addizzjonali 7.2), l-MLK FT jiġi skarikat (V = 0), u l-enerġija elettrika tinħażen fihom għall-istess ammont li jkun iċ-ċarġ inizjali. L-istess korrispondenza tal-kurrent tiġi rritornata lis-sors tal-miter. Minħabba l-qligħ tal-vultaġġ, l-enerġija maħżuna f'temperatura għolja hija ogħla minn dik li kienet ipprovduta fil-bidu taċ-ċiklu. Konsegwentement, l-enerġija tinkiseb billi s-sħana tiġi kkonvertita f'elettriku.
Użajna Keithley 2410 SourceMeter biex nimmonitorjaw il-vultaġġ u l-kurrent applikati lill-PST MLC. L-enerġija korrispondenti hija kkalkulata billi jiġi integrat il-prodott tal-vultaġġ u l-kurrent moqrija mis-source meter ta' Keithley, \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\left(t\ right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\), fejn τ huwa l-perjodu tal-perjodu. Fuq il-kurva tal-enerġija tagħna, valuri pożittivi tal-enerġija jfissru l-enerġija li rridu nagħtu lill-MLC PST, u valuri negattivi jfissru l-enerġija li estrajna minnhom u għalhekk l-enerġija li rċevejna. Il-qawwa relattiva għal ċiklu ta' ġbir partikolari hija determinata billi l-enerġija miġbura tiġi diviża bil-perjodu τ taċ-ċiklu kollu.
Id-dejta kollha hija ppreżentata fit-test prinċipali jew f'informazzjoni addizzjonali. L-ittri u t-talbiet għal materjali għandhom jiġu indirizzati lis-sors tad-dejta AT jew ED ipprovduta ma' dan l-artiklu.
Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC Reviżjoni tal-iżvilupp u l-applikazzjonijiet ta' mikroġeneraturi termoelettriċi għall-ġbir tal-enerġija. Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC Reviżjoni tal-iżvilupp u l-applikazzjonijiet ta' mikroġeneraturi termoelettriċi għall-ġbir tal-enerġija.Ando Junior, Ohio, Maran, ALO u Henao, NC Ħarsa ġenerali lejn l-iżvilupp u l-applikazzjoni ta' mikroġeneraturi termoelettriċi għall-ġbir tal-enerġija. 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, Ohio, Maran, ALO, u Henao, NC qed jikkunsidraw l-iżvilupp u l-applikazzjoni ta' mikroġeneraturi termoelettriċi għall-ġbir tal-enerġija.jerġa' jibda. appoġġ. Energy Rev. 91, 376–393 (2018).
Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Materjali fotovoltajċi: effiċjenzi preżenti u sfidi futuri. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Materjali fotovoltajċi: effiċjenzi preżenti u sfidi futuri.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. u Sinke, VK Materjali fotovoltajċi: prestazzjoni attwali u sfidi futuri. 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 Materjali solari: effiċjenza attwali u sfidi futuri.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. u Sinke, VK Materjali fotovoltajċi: prestazzjoni attwali u sfidi futuri.Xjenza 352, aad4424 (2016).
Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Effett piro-pjeżoelettriku konġunt għal skoperta simultanja tat-temperatura u l-pressjoni li taħdem waħedha. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Effett piro-pjeżoelettriku konġunt għal skoperta simultanja tat-temperatura u l-pressjoni li taħdem waħedha.Song K., Zhao R., Wang ZL u Yan Yu. Effett piropjeżoelettriku kkombinat għal kejl simultanju awtonomu tat-temperatura u l-pressjoni. 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. Għall-awto-enerġija fl-istess ħin bħat-temperatura u l-pressjoni.Song K., Zhao R., Wang ZL u Yan Yu. Effett termopjeżoelettriku kkombinat għal kejl simultanju awtonomu tat-temperatura u l-pressjoni.'Il Quddiem. alma mater 31, 1902831 (2019).
Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Ġbir tal-enerġija bbażat fuq ċikli piroelettriċi ta' Ericsson f'ċeramika ferroelettrika rilassanti. Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Ġbir tal-enerġija bbażat fuq ċikli piroelettriċi ta' Ericsson f'ċeramika ferroelettrika rilassanti.Sebald G., Prouvost S. u Guyomar D. Ġbir tal-enerġija bbażat fuq ċikli piroelettriċi ta' Ericsson f'ċeramika ferroelettrika rilassanti.Sebald G., Prouvost S. u Guyomar D. Ħsad tal-enerġija f'ċeramika ferroelettrika rilassanti bbażata fuq iċ-ċikliżmu piroelettriku ta' Ericsson. Smart alma mater. structure. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Materjali elettrokaloriċi u piroelettriċi tal-ġenerazzjoni li jmiss għall-interkonverżjoni tal-enerġija elettrotermika fi stat solidu. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Materjali elettrokaloriċi u piroelettriċi tal-ġenerazzjoni li jmiss għall-interkonverżjoni tal-enerġija elettrotermika fi stat solidu. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материалы слеледуюющлого япилого взаимного преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Materjali elettrokaloriċi u piroelettriċi tal-ġenerazzjoni li jmiss għall-interkonverżjoni tal-enerġija elettrotermika fi stat solidu. 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 материалы слеледуюющлого япилого взаимного преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Materjali elettrokaloriċi u piroelettriċi tal-ġenerazzjoni li jmiss għall-interkonverżjoni tal-enerġija elettrotermika fi stat solidu.Lady Bull. 39, 1099–1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Standard u figura ta' mertu għall-kwantifikazzjoni tal-prestazzjoni ta' nanoġeneraturi piroelettriċi. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Standard u figura ta' mertu għall-kwantifikazzjoni tal-prestazzjoni ta' nanoġeneraturi piroelettriċi.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL u Yang, Yu. Punteġġ standard u ta' kwalità għall-kwantifikazzjoni tal-prestazzjoni ta' nanoġeneraturi piroelettriċi. 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 u Yang, Yu. Kriterji u miżuri ta' prestazzjoni għall-kwantifikazzjoni tal-prestazzjoni ta' nanoġeneratur piroelettriku.Nano Energy 55, 534–540 (2019).
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Ċikli ta' tkessiħ elettrokaloriku fit-tantalat tal-iskandju taċ-ċomb b'riġenerazzjoni vera permezz ta' varjazzjoni fil-kamp. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Ċikli ta' tkessiħ elettrokaloriku fit-tantalat tal-iskandju taċ-ċomb b'riġenerazzjoni vera permezz ta' varjazzjoni fil-kamp.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. u Mathur, ND Ċikli ta' tkessiħ elettrokaloriċi fit-tantalat taċ-ċomb-skandju b'riġenerazzjoni vera permezz ta' modifika tal-kamp. 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倍的。 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. u Mathur, ND Ċiklu ta' tkessiħ elettrotermali ta' tantalat ta' skandju-ċomb għal riġenerazzjoni vera permezz ta' treġġigħ lura tal-kamp.fiżika Rev. X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Materjali kaloriċi ħdejn tranżizzjonijiet tal-fażi ferrojka. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Materjali kaloriċi ħdejn tranżizzjonijiet tal-fażi ferrojka.Moya, X., Kar-Narayan, S. u Mathur, ND Materjali kaloriċi ħdejn tranżizzjonijiet tal-fażi ferroidi. 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 Materjali termali ħdejn il-metallurġija ferruża.Moya, X., Kar-Narayan, S. u Mathur, ND Materjali termali ħdejn it-tranżizzjonijiet tal-fażi tal-ħadid.Nat. alma mater 13, 439–450 (2014).
Moya, X. & Mathur, ND Materjali kaloriċi għat-tkessiħ u t-tisħin. Moya, X. & Mathur, ND Materjali kaloriċi għat-tkessiħ u t-tisħin.Moya, X. u Mathur, ND Materjali termali għat-tkessiħ u t-tisħin. Moya, X. & Mathur, ND 用于冷却和加热的热量材料。 Moya, X. & Mathur, ND Materjali termali għat-tkessiħ u t-tisħin.Moya X. u Mathur ND Materjali termali għat-tkessiħ u t-tisħin.Xjenza 370, 797–803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Coolers elettrokaloriċi: reviżjoni. Torelló, A. & Defay, E. Coolers elettrokaloriċi: reviżjoni.Torello, A. u Defay, E. Chillers elettrokaloriċi: reviżjoni. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论。 Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论。Torello, A. u Defay, E. Apparati li jkessħu elettrotermali: reviżjoni.Avvanzata. elettronika. alma mater. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. et al. Effiċjenza enerġetika enormi ta' materjal elettrokaloriku fi skandju-skandju-ċomb b'ordni għolja. Komunikazzjoni Nazzjonali. 12, 3298 (2021).
Nair, B. et al. L-effett elettrotermiku tal-kapaċitaturi b'ħafna saffi tal-ossidu huwa kbir fuq firxa wiesgħa ta' temperaturi. Nature 575, 468–472 (2019).
Torello, A. et al. Firxa enormi ta' temperatura f'riġeneraturi elettrotermali. Science 370, 125–129 (2020).
Wang, Y. et al. Sistema ta' tkessiħ elettrotermali ta' stat solidu ta' prestazzjoni għolja. Science 370, 129–133 (2020).
Meng, Y. et al. Apparat ta' tkessiħ elettrotermiku kaskata għal żieda kbira fit-temperatura. National Energy 5, 996–1002 (2020).
Olsen, RB & Brown, DD Konverżjoni diretta ta' effiċjenza għolja tas-sħana għal enerġija elettrika Kejl piroelettriku relatat mal-enerġija. Olsen, RB & Brown, DD Konverżjoni diretta ta' effiċjenza għolja tas-sħana għal enerġija elettrika Kejl piroelettriku relatat mal-enerġija.Olsen, RB u Brown, DD Konverżjoni diretta tas-sħana f'enerġija elettrika b'effiċjenza għolja assoċjata ma' kejl piroelettriku. 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 u Brown, DDOlsen, RB u Brown, DD Konverżjoni diretta effiċjenti tas-sħana f'elettriku assoċjata ma' kejl piroelettriku.Ferroelettriċi 40, 17–27 (1982).
Pandya, S. et al. Densità tal-enerġija u l-qawwa f'films ferroelettriċi rilassanti rqaq. Alma mater nazzjonali. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
Smith, AN & Hanrahan, BM Konverżjoni piroelettrika kaskata: ottimizzazzjoni tat-tranżizzjoni tal-fażi ferroelettrika u t-telf elettriku. Smith, AN & Hanrahan, BM Konverżjoni piroelettrika kaskata: ottimizzazzjoni tat-tranżizzjoni tal-fażi ferroelettrika u t-telf elettriku.Smith, AN u Hanrahan, BM Konverżjoni piroelettrika kaskata: tranżizzjoni tal-fażi ferroelettrika u ottimizzazzjoni tat-telf elettriku. Smith, AN & Hanrahan, BM 级联热释电转换：优化铁电相变和电损耗。 Smith, AN u Hanrahan, BMSmith, AN u Hanrahan, BM Konverżjoni piroelettrika kaskata: ottimizzazzjoni tat-tranżizzjonijiet tal-fażi ferroelettrika u t-telf elettriku.J. Applikazzjoni. fiżika. 128, 24103 (2020).
Hoch, SR L-użu ta' materjali ferroelettriċi biex l-enerġija termali tiġi kkonvertita f'elettriku. proċess. IEEE 51, 838–845 (1963).
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Konvertitur tal-enerġija piroelettrika kaskata. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Konvertitur tal-enerġija piroelettrika kaskata.Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM u Dullea, J. Konvertitur tal-Enerġija Piroelettrika Cascade. 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 u Dullea, J. Konvertituri tal-enerġija piroelettriċi kaskati.Ferroelettriċi 59, 205–219 (1984).
Shebanov, L. & Borman, K. Dwar soluzzjonijiet solidi ta' tantalat taċ-ċomb-skandju b'effett elettrokaloriku għoli. Shebanov, L. & Borman, K. Dwar soluzzjonijiet solidi ta' tantalat taċ-ċomb-skandju b'effett elettrokaloriku għoli.Shebanov L. u Borman K. Dwar soluzzjonijiet solidi ta' tantalat taċ-ċomb-skandju b'effett elettrokaloriku għoli. Shebanov, L. & Borman, K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体。 Shebanov, L. u Borman, K.Shebanov L. u Borman K. Dwar soluzzjonijiet solidi ta' skandju-ċomb-skandju b'effett elettrokaloriku għoli.Ferroelettriċi 127, 143–148 (1992).
Nirringrazzjaw lil N. Furusawa, Y. Inoue, u K. Honda għall-għajnuna tagħhom fil-ħolqien tal-MLC. PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB u ED. Nirringrazzjaw lill-Fondazzjoni Nazzjonali tar-Riċerka tal-Lussemburgu (FNR) talli appoġġjat dan ix-xogħol permezz ta' CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay-Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay u BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay.
Dipartiment tar-Riċerka u t-Teknoloġija tal-Materjali, Istitut tat-Teknoloġija tal-Lussemburgu (LIST), Belvoir, Lussemburgu