ارائه منابع پایدار برق یکی از مهم ترین چالش های قرن حاضر است. زمینه های تحقیقاتی در مواد برداشت انرژی از این انگیزه ناشی می شود، از جمله ترموالکتریک1، فتوولتائیک2 و ترموفتوولتائیک3. اگرچه ما فاقد مواد و وسایلی هستیم که قادر به برداشت انرژی در محدوده ژول هستند، مواد پیروالکتریکی که می توانند انرژی الکتریکی را به تغییرات دمایی دوره ای تبدیل کنند، حسگرها و برداشت کننده های انرژی 5،6،7 در نظر گرفته می شوند. در اینجا ما یک برداشت کننده انرژی حرارتی ماکروسکوپی را به شکل یک خازن چند لایه ساخته شده از 42 گرم تانتالات اسکاندیم سرب ساخته ایم که 11.2 ژول انرژی الکتریکی در هر سیکل ترمودینامیکی تولید می کند. هر ماژول پیروالکتریک می تواند چگالی انرژی الکتریکی تا 4.43 J cm-3 در هر چرخه تولید کند. ما همچنین نشان می‌دهیم که دو ماژول از این دست با وزن 0.3 گرم برای تغذیه مداوم برداشت‌کننده‌های انرژی مستقل با میکروکنترلرهای تعبیه‌شده و سنسورهای دما کافی هستند. در نهایت، نشان می‌دهیم که برای محدوده دمایی 10 کلوین، این خازن‌های چندلایه می‌توانند به 40 درصد راندمان کارنو برسند. این خواص به دلیل (1) تغییر فاز فروالکتریک برای راندمان بالا، (2) جریان نشتی کم برای جلوگیری از تلفات، و (3) ولتاژ شکست بالا است. این برداشت‌کننده‌های نیروی پیروالکتریک ماکروسکوپیک، مقیاس‌پذیر و کارآمد در حال تجسم مجدد تولید انرژی ترموالکتریک هستند.
در مقایسه با گرادیان دمای فضایی مورد نیاز برای مواد ترموالکتریک، برداشت انرژی از مواد ترموالکتریک نیاز به چرخه دما در طول زمان دارد. این به معنای یک چرخه ترمودینامیکی است که به بهترین وجه توسط نمودار آنتروپی (S) - دما (T) توصیف می شود. شکل 1a یک نمودار ST معمولی از یک ماده پیروالکتریک غیر خطی (NLP) را نشان می دهد که انتقال فاز فروالکتریک-پارالکتریک میدانی را در تانتالات سرب اسکاندیم (PST) نشان می دهد. بخش های آبی و سبز چرخه در نمودار ST مربوط به انرژی الکتریکی تبدیل شده در چرخه اولسون (دو بخش همدما و دو هم قطبی) است. در اینجا دو چرخه با تغییر میدان الکتریکی یکسان (روشن و خاموش شدن میدان) و تغییر دما ΔT، البته با دمای اولیه متفاوت، در نظر می گیریم. چرخه سبز در ناحیه انتقال فاز قرار ندارد و بنابراین دارای مساحت بسیار کمتری نسبت به چرخه آبی واقع در ناحیه انتقال فاز است. در نمودار ST، هر چه مساحت بزرگتر باشد، انرژی جمع آوری شده بیشتر است. بنابراین، انتقال فاز باید انرژی بیشتری را جمع آوری کند. نیاز به دوچرخه‌سواری با مساحت بزرگ در NLP بسیار شبیه به نیاز به کاربردهای الکتروترمال 9، 10، 11، 12 است که در آن خازن‌های چند لایه PST (MLCs) و ترپلیمرهای مبتنی بر PVDF اخیراً عملکرد معکوس بسیار خوبی از خود نشان داده‌اند. وضعیت عملکرد خنک کننده در چرخه 13،14،15،16. بنابراین، ما PST MLC های مورد علاقه برای برداشت انرژی حرارتی را شناسایی کرده ایم. این نمونه ها به طور کامل در روش ها شرح داده شده اند و در یادداشت های تکمیلی 1 (میکروسکوپ الکترونی روبشی)، 2 (پراش اشعه ایکس) و 3 (کالریمتری) مشخص شده اند.
الف، طرحی از نمودار آنتروپی (S) - دما (T) با میدان الکتریکی روشن و خاموش اعمال شده بر روی مواد NLP که انتقال فاز را نشان می دهد. دو چرخه جمع آوری انرژی در دو منطقه دمایی مختلف نشان داده شده است. چرخه های آبی و سبز به ترتیب در داخل و خارج از انتقال فاز رخ می دهند و در مناطق بسیار متفاوتی از سطح پایان می یابند. b، دو حلقه تک قطبی DE PST MLC، به ضخامت 1 میلی متر، به ترتیب بین 0 و 155 کیلوولت سانتی متر-1 در دمای 20 درجه سانتی گراد و 90 درجه سانتی گراد اندازه گیری شده و چرخه های اولسن مربوطه. حروف ABCD به حالت های مختلف در چرخه اولسون اشاره دارد. AB: MLC ها به 155 کیلوولت سانتی متر در دمای 20 درجه سانتی گراد شارژ شدند. قبل از میلاد: MLC در 155 کیلوولت سانتی‌متر 1 نگهداری شد و دما به 90 درجه سانتی‌گراد افزایش یافت. CD: MLC در دمای 90 درجه سانتی گراد تخلیه می شود. DA: MLC تا 20 درجه سانتیگراد در میدان صفر سرد شد. ناحیه آبی مربوط به توان ورودی مورد نیاز برای شروع چرخه است. ناحیه نارنجی انرژی جمع آوری شده در یک چرخه است. c، پانل بالایی، ولتاژ (سیاه) و جریان (قرمز) در مقابل زمان، در همان چرخه اولسون که b ردیابی می شود. دو درج نشان دهنده تقویت ولتاژ و جریان در نقاط کلیدی سیکل هستند. در پانل پایینی، منحنی های زرد و سبز به ترتیب منحنی های دما و انرژی مربوطه را برای MLC ضخامت 1 میلی متر نشان می دهند. انرژی از منحنی های جریان و ولتاژ در پانل بالایی محاسبه می شود. انرژی منفی با انرژی جمع آوری شده مطابقت دارد. مراحل مربوط به حروف بزرگ در چهار شکل مانند چرخه اولسون است. چرخه AB'CD با چرخه استرلینگ مطابقت دارد (یادداشت اضافی 7).
که در آن E و D به ترتیب میدان الکتریکی و میدان جابجایی الکتریکی هستند. Nd را می توان به طور غیر مستقیم از مدار DE (شکل 1b) یا مستقیماً با شروع یک چرخه ترمودینامیکی به دست آورد. مفیدترین روش ها توسط اولسن در کار پیشگام خود در مورد جمع آوری انرژی پیروالکتریک در دهه 1980 توضیح داده شد.
روی انجیر 1b دو حلقه DE تک قطبی با ضخامت 1 میلی متر نمونه های PST-MLC را نشان می دهد که به ترتیب در دمای 20 درجه سانتی گراد و 90 درجه سانتی گراد در محدوده 0 تا 155 کیلوولت سانتی متر-1 (600 ولت) مونتاژ شده اند. از این دو چرخه می توان برای محاسبه غیر مستقیم انرژی جمع آوری شده توسط چرخه اولسون که در شکل 1a نشان داده شده است استفاده کرد. در واقع، چرخه اولسن از دو شاخه ایزوفیلد (در اینجا، میدان صفر در شاخه DA و 155 کیلوولت سانتی متر-1 در شاخه BC) و دو شاخه همدما (در اینجا، 20 درجه سانتی گراد و 20 درجه سانتی گراد در شاخه AB) تشکیل شده است. . C در شاخه CD) انرژی جمع آوری شده در طول چرخه مربوط به مناطق نارنجی و آبی (انتگرال EdD) است. انرژی جمع آوری شده Nd تفاوت بین انرژی ورودی و خروجی است، یعنی فقط ناحیه نارنجی در شکل. 1b. این چرخه خاص اولسون چگالی انرژی Nd 1.78 J cm-3 می دهد. چرخه استرلینگ جایگزینی برای چرخه اولسون است (یادداشت تکمیلی 7). از آنجایی که به مرحله شارژ ثابت (مدار باز) راحت تر می رسد، چگالی انرژی استخراج شده از شکل 1b (چرخه AB'CD) به 1.25 J cm-3 می رسد. این تنها 70 درصد چیزی است که چرخه اولسون می تواند جمع آوری کند، اما تجهیزات برداشت ساده این کار را انجام می دهند.
علاوه بر این، ما مستقیماً انرژی جمع‌آوری‌شده در طول چرخه اولسون را با انرژی دادن به PST MLC با استفاده از مرحله کنترل دمای Linkam و یک منبع سنج (روش) اندازه‌گیری کردیم. شکل 1c در بالا و در ورودی های مربوطه جریان (قرمز) و ولتاژ (سیاه) جمع آوری شده در همان PST MLC با ضخامت 1 میلی متر را نشان می دهد که برای حلقه DE که از همان چرخه اولسون عبور می کند. جریان و ولتاژ محاسبه انرژی جمع آوری شده را ممکن می کند و منحنی ها در شکل نشان داده شده اند. 1c، پایین (سبز) و دما (زرد) در طول چرخه. حروف ABCD همان چرخه اولسون را در شکل 1 نشان می دهد. شارژ MLC در طول پایه AB رخ می دهد و با جریان کم (200 μA) انجام می شود، بنابراین SourceMeter می تواند به درستی شارژ را کنترل کند. نتیجه این جریان اولیه ثابت این است که منحنی ولتاژ (منحنی سیاه) به دلیل میدان جابجایی پتانسیل غیرخطی D PST خطی نیست (شکل 1c، ورودی بالا). در پایان شارژ، 30 میلی ژول انرژی الکتریکی در MLC (نقطه B) ذخیره می شود. سپس MLC گرم می شود و یک جریان منفی (و بنابراین یک جریان منفی) تولید می شود در حالی که ولتاژ در 600 ولت باقی می ماند. پس از 40 ثانیه، زمانی که دما به فلات 90 درجه سانتی گراد رسید، این جریان جبران شد، اگرچه نمونه مرحله ای توان الکتریکی 35 میلی ژول در طول این ایزوفیلد در مدار تولید می شود (دومین ورودی در شکل 1c، بالا). سپس ولتاژ روی MLC (شاخه CD) کاهش می یابد و در نتیجه 60 میلی ژول کار الکتریکی اضافی ایجاد می شود. کل انرژی خروجی 95 میلی ژول است. انرژی جمع آوری شده تفاوت بین انرژی ورودی و خروجی است که 95 – 30 = 65 mJ را می دهد. این مربوط به چگالی انرژی 1.84 J cm-3 است که بسیار نزدیک به Nd استخراج شده از حلقه DE است. تکرارپذیری این چرخه اولسون به طور گسترده آزمایش شده است (یادداشت تکمیلی 4). با افزایش بیشتر ولتاژ و دما، با استفاده از چرخه های اولسن در یک PST MLC با ضخامت 0.5 میلی متر در محدوده دمایی 750 ولت (195 کیلوولت سانتی متر-1) و 175 درجه سانتی گراد (یادداشت تکمیلی 5) به 4.43 J cm-3 دست یافتیم. این چهار برابر بیشتر از بهترین عملکرد گزارش شده در ادبیات برای چرخه های مستقیم اولسون است و روی لایه های نازک Pb(Mg, Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1.06 J cm-3)18 (cm . مکمل به دست آمد. جدول 1 برای مقادیر بیشتر در ادبیات). این عملکرد به دلیل جریان نشتی بسیار کم این MLCها (<10-7 A در 750 ولت و 180 درجه سانتیگراد، جزئیات را در یادداشت تکمیلی 6 ببینید) به دست آمده است - نکته مهمی که اسمیت و همکاران 19 به آن اشاره کردند. به مواد مورد استفاده در مطالعات قبلی 17،20. این عملکرد به دلیل جریان نشتی بسیار کم این MLCها (<10-7 A در 750 ولت و 180 درجه سانتیگراد، جزئیات را در یادداشت تکمیلی 6 ببینید) به دست آمده است - نکته مهمی که اسمیت و همکاران 19 به آن اشاره کردند. به مواد مورد استفاده در مطالعات قبلی 17،20. Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих MLC (<10–7 A در 750 در و 180 درجه سانتیگراد، سانتی متر زیرمجموعه در کاملترین نمونه 6) — نقطه نظر، نقطه نظر، سئوال. 19 — в отличие от к материјалам, использованным в более ранних исследованиях17,20. این ویژگی ها به دلیل جریان نشتی بسیار کم این MLC ها (<10-7 A در 750 ولت و 180 درجه سانتیگراد، برای جزئیات بیشتر به یادداشت تکمیلی 6 مراجعه کنید) به دست آمد - یک نقطه بحرانی که توسط اسمیت و همکاران ذکر شده است. 19- بر خلاف مواد مورد استفاده در مطالعات قبلی 17،20.由于这些MLC 的泄漏电流非常低（在750 V 和180 درجه سانتی گراد 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 تا 180 درجه سانتی گراد 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عاقلانه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，觾彷到早期研究中使用的材料17.20. Поскольку ток утечки этих MLC очень низкий (<10–7 A در 750 در و 180 درجه سانتیگراد، نزدیک به کامل در تکمیلی 6) — نقطه کلیدی، نقطه کلیدی، نامبرده. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики. از آنجایی که جریان نشتی این MLCها بسیار کم است (<10-7 A در 750 ولت و 180 درجه سانتیگراد، برای جزئیات بیشتر به یادداشت تکمیلی 6 مراجعه کنید) - نکته کلیدی که توسط اسمیت و همکاران ذکر شده است. 19 - برای مقایسه، این عملکردها به دست آمد.به مواد مورد استفاده در مطالعات قبلی 17،20.
شرایط مشابه (600 ولت، 20 تا 90 درجه سانتیگراد) برای چرخه استرلینگ اعمال می شود (یادداشت تکمیلی 7). همانطور که از نتایج چرخه DE انتظار می رفت، بازده 41.0 میلی ژول بود. یکی از بارزترین ویژگی‌های سیکل‌های استرلینگ، توانایی آن‌ها در تقویت ولتاژ اولیه از طریق اثر ترموالکتریک است. ما یک افزایش ولتاژ تا 39 مشاهده کردیم (از ولتاژ اولیه 15 ولت تا ولتاژ انتهایی تا 590 ولت، به شکل تکمیلی 7.2 مراجعه کنید).
یکی دیگر از ویژگی های متمایز این MLC ها این است که آنها اجسام ماکروسکوپی هستند که به اندازه کافی بزرگ هستند تا انرژی را در محدوده ژول جمع آوری کنند. بنابراین، ما نمونه اولیه برداشت کننده (HARV1) را با استفاده از 28 MLC PST به ضخامت 1 میلی متر، به دنبال همان طراحی صفحه موازی توصیف شده توسط Torello و همکاران 14، در یک ماتریس 7×4 همانطور که در شکل نشان داده شده است، ساختیم. منیفولد توسط یک پمپ پریستالتیک بین دو مخزن جابجا می شود که در آن دمای سیال ثابت نگه داشته می شود (روش). با استفاده از چرخه اولسون شرح داده شده در شکل 3.1 J جمع آوری کنید. 2a، مناطق همدما در 10 درجه سانتی گراد و 125 درجه سانتی گراد و مناطق ایزوفیلد در 0 و 750 ولت (195 کیلوولت سانتی متر-1). این مربوط به چگالی انرژی 3.14 J cm-3 است. با استفاده از این کمباین، اندازه گیری ها تحت شرایط مختلف انجام شد (شکل 2b). توجه داشته باشید که 1.8 ژول در محدوده دمایی 80 درجه سانتیگراد و ولتاژ 600 ولت (155 کیلوولت سانتی متر-1) به دست آمد. این با 65 میلی‌ژول قبلی برای PST MLC با ضخامت 1 میلی‌متر در شرایط یکسان (28 × 65 = 1820 میلی‌ژول) مطابقت دارد.
الف، راه اندازی آزمایشی نمونه اولیه HARV1 مونتاژ شده بر اساس 28 PST MLC با ضخامت 1 میلی متر (4 ردیف × 7 ستون) که بر روی چرخه های اولسون اجرا می شوند. برای هر یک از مراحل چهار چرخه، دما و ولتاژ در نمونه اولیه ارائه شده است. کامپیوتر یک پمپ پریستالتیک را هدایت می کند که یک سیال دی الکتریک را بین مخزن سرد و گرم، دو دریچه و یک منبع تغذیه به گردش در می آورد. این رایانه همچنین از ترموکوپل ها برای جمع آوری داده ها در مورد ولتاژ و جریان ارائه شده به نمونه اولیه و دمای کمباین از منبع تغذیه استفاده می کند. b، انرژی (رنگ) که توسط نمونه اولیه 4×7 MLC ما در مقابل محدوده دما (محور X) و ولتاژ (محور Y) در آزمایش‌های مختلف جمع‌آوری شده است.
نسخه بزرگتر دروگر (HARV2) با 60 PST MLC با ضخامت 1 میلی متر و 160 PST MLC با ضخامت 0.5 میلی متر (41.7 گرم ماده پیرالکتریک فعال) 11.2 ژول (یادداشت تکمیلی 8) را به دست می دهد. در سال 1984، اولسن بر اساس 317 گرم از ترکیب Pb(Zr,Ti)O3 آغشته به قلع که قادر به تولید 6.23 ژول الکتریسیته در دمای حدود 150 درجه سانتیگراد بود، یک برداشت کننده انرژی ساخت (مرجع 21). برای این ترکیب، این تنها مقدار دیگر موجود در محدوده ژول است. چیزی بیش از نیمی از ارزشی که به دست آوردیم و تقریباً هفت برابر کیفیت را به دست آورد. این بدان معناست که چگالی انرژی HARV2 13 برابر بیشتر است.
دوره چرخه HARV1 57 ثانیه است. این 54 مگاوات توان با 4 ردیف 7 ستونی از مجموعه‌های MLC به ضخامت 1 میلی‌متر تولید کرد. برای اینکه یک قدم جلوتر برویم، یک کمباین سوم (HARV3) با یک PST MLC به ضخامت 0.5 میلی متر و تنظیمات مشابه با HARV1 و HARV2 (یادداشت تکمیلی 9) ساختیم. ما زمان حرارت دهی 12.5 ثانیه را اندازه گیری کردیم. این مربوط به زمان چرخه 25 ثانیه است (شکل تکمیلی 9). انرژی جمع آوری شده (47 میلی ژول) توان الکتریکی 1.95 میلی وات در هر MLC می دهد، که به نوبه خود به ما امکان می دهد تصور کنیم که HARV2 0.55 وات (تقریباً 1.95 میلی وات × 280 PST MLC 0.5 میلی متر ضخامت) تولید می کند. علاوه بر این، ما انتقال حرارت را با استفاده از شبیه‌سازی المان محدود (COMSOL، یادداشت تکمیلی 10 و جداول تکمیلی 2-4) مطابق با آزمایش‌های HARV1 شبیه‌سازی کردیم. مدلسازی المان محدود با نازک کردن MLC به 0.2 میلی متر، استفاده از آب به عنوان خنک کننده و بازگرداندن ماتریس به 7 ردیف، امکان پیش بینی مقادیر توان تقریباً یک مرتبه بالاتر (430 مگاوات) را برای همان تعداد ستون PST فراهم کرد. . × 4 ستون (علاوه بر 960 مگاوات وجود داشت که مخزن در کنار کمباین قرار داشت، شکل تکمیلی 10b).
برای نشان دادن سودمندی این کلکتور، یک چرخه استرلینگ بر روی یک نمایشگر مستقل شامل تنها دو دستگاه PST MLC با ضخامت 0.5 میلی متر به عنوان جمع کننده حرارت، یک کلید ولتاژ بالا، یک کلید ولتاژ پایین با خازن ذخیره سازی، یک مبدل DC/DC اعمال شد. یک میکروکنترلر کم توان، دو ترموکوپل و مبدل تقویت کننده (تبصره 11). مدار نیاز دارد که خازن ذخیره در ابتدا با ولتاژ 9 ولت شارژ شود و سپس به طور مستقل کار کند در حالی که دمای دو MLC از -5 درجه سانتیگراد تا 85 درجه سانتیگراد متغیر است، در اینجا در چرخه های 160 ثانیه (چند چرخه در یادداشت تکمیلی 11 نشان داده شده است). . قابل توجه است، دو MLC با وزن تنها 0.3 گرم می توانند به طور مستقل این سیستم بزرگ را کنترل کنند. یکی دیگر از ویژگی های جالب این است که مبدل ولتاژ پایین قادر به تبدیل 400 ولت به 10-15 ولت با بازده 79 درصد است (یادداشت تکمیلی 11 و شکل تکمیلی 11.3).
در نهایت، ما کارایی این ماژول‌های MLC را در تبدیل انرژی حرارتی به انرژی الکتریکی ارزیابی کردیم. ضریب کیفیت η بهره وری به عنوان نسبت چگالی انرژی الکتریکی جمع آوری شده Nd به چگالی گرمای عرضه شده Qin تعریف می شود (یادداشت تکمیلی 12):
شکل های 3a,b به ترتیب کارایی η و بازده نسبی ηr چرخه اولسن را به عنوان تابعی از محدوده دمایی یک PST MLC با ضخامت 0.5 میلی متر نشان می دهند. هر دو مجموعه داده برای میدان الکتریکی 195 کیلوولت سانتی متر-1 داده شده است. بازده \(\this\) به 1.43% می رسد که معادل 18% ηr است. با این حال، برای محدوده دمایی 10 K از 25 درجه سانتی گراد تا 35 درجه سانتی گراد، ηr به مقادیر تا 40٪ می رسد (منحنی آبی در شکل 3b). این دو برابر مقدار شناخته شده برای مواد NLP ثبت شده در فیلم های PMN-PT (ηr = 19%) در محدوده دمایی 10 K و 300 کیلوولت سانتی متر 1 است (مرجع 18). محدوده دمایی زیر 10 K در نظر گرفته نشد زیرا پسماند حرارتی PST MLC بین 5 تا 8 K است. شناخت اثر مثبت انتقال فاز بر بازده بسیار مهم است. در واقع، مقادیر بهینه η و ηr تقریباً همه در دمای اولیه Ti = 25 درجه سانتیگراد در شکل‌ها به دست می‌آیند. 3a,b. این به دلیل انتقال فاز بسته است، زمانی که هیچ میدانی اعمال نمی شود و دمای کوری TC در حدود 20 درجه سانتی گراد در این MLC ها است (یادداشت تکمیلی 13).
a، b، بازده η و بازده متناسب چرخه اولسون (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot} } برای حداکثر الکتریکی با میدان 195 کیلوولت سانتی متر-1 و دماهای اولیه متفاوت Ti، }}\,\)(b) برای MPC PST 0.5 میلی متر ضخامت، بسته به فاصله دما ΔTspan.
مشاهده اخیر دو مفهوم مهم دارد: (1) هر چرخه موثر باید در دماهای بالاتر از TC شروع شود تا انتقال فاز ناشی از میدان (از پاراالکتریک به فروالکتریک) رخ دهد. (2) این مواد در زمان اجرا نزدیک به TC کارآمدتر هستند. اگرچه بازده‌های مقیاس بزرگ در آزمایش‌های ما نشان داده شده‌اند، محدوده دمایی محدود به ما اجازه نمی‌دهد به بازده مطلق بزرگ به دلیل محدودیت کارنو (\(\Delta T/T\)) برسیم. با این حال، راندمان عالی نشان‌داده‌شده توسط این MLC‌های PST، اولسن را توجیه می‌کند که او اشاره می‌کند که «یک موتور ترموالکتریک احیاکننده ایده‌آل کلاس ۲۰ که در دمای بین ۵۰ درجه سانتی‌گراد تا ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد کار می‌کند، می‌تواند بازدهی ۳۰ درصد داشته باشد». برای رسیدن به این مقادیر و آزمایش مفهوم، استفاده از PST های دوپ شده با TC های مختلف، همانطور که توسط Shebanov و Borman مطالعه شده است، مفید خواهد بود. آنها نشان دادند که TC در PST می تواند از 3 درجه سانتی گراد (دوپینگ Sb) تا 33 درجه سانتی گراد (دوپینگ Ti) متغیر باشد 22 . بنابراین، ما فرض می کنیم که نسل بعدی احیاء کننده های پیروالکتریک مبتنی بر PST MLC های دوپ شده یا مواد دیگر با انتقال فاز مرتبه اول قوی می توانند با بهترین برداشت کننده های قدرت رقابت کنند.
در این مطالعه، ما MLC های ساخته شده از PST را بررسی کردیم. این دستگاه ها از یک سری الکترود Pt و PST تشکیل شده اند که به موجب آن چندین خازن به صورت موازی به هم متصل می شوند. PST به این دلیل انتخاب شد که یک ماده EC عالی است و بنابراین یک ماده بالقوه عالی NLP است. این انتقال فاز فروالکتریک-پارالکتریک مرتبه اول واضح را در حدود 20 درجه سانتیگراد نشان می دهد، که نشان می دهد تغییرات آنتروپی آن مشابه آنچه در شکل 1 نشان داده شده است. MLC های مشابه به طور کامل برای دستگاه های EC13،14 توضیح داده شده است. در این مطالعه، ما از MLC های 10.4 × 7.2 × 1 mm³ و 10.4 × 7.2 × 0.5 mm³ MLC استفاده کردیم. MLC با ضخامت 1 میلی متر و 0.5 میلی متر به ترتیب از 19 و 9 لایه PST با ضخامت 38.6 میکرومتر ساخته شد. در هر دو مورد، لایه داخلی PST بین الکترودهای پلاتین با ضخامت 2.05 میکرومتر قرار گرفت. در طراحی این MLCها فرض می شود که 55% از PST ها فعال هستند که مربوط به قسمت بین الکترودها است (تذکر تکمیلی 1). سطح الکترود فعال 48.7 میلی متر مربع بود (جدول تکمیلی 5). MLC PST با واکنش فاز جامد و روش ریخته‌گری تهیه شد. جزئیات فرآیند آماده سازی در مقاله قبلی 14 توضیح داده شده است. یکی از تفاوت های PST MLC با مقاله قبلی، ترتیب B-site ها است که عملکرد EC در PST را بسیار تحت تاثیر قرار می دهد. ترتیب B-site های PST MLC 0.75 است (یادداشت تکمیلی 2) که با تف جوشی در دمای 1400 درجه سانتیگراد و سپس صدها ساعت آنیلینگ در دمای 1000 درجه سانتیگراد به دست می آید. برای اطلاعات بیشتر در مورد PST MLC، به یادداشت های تکمیلی 1-3 و جدول تکمیلی 5 مراجعه کنید.
مفهوم اصلی این مطالعه بر اساس چرخه اولسون است (شکل 1). برای چنین سیکلی، ما به یک مخزن سرد و گرم و یک منبع تغذیه نیاز داریم که قادر به نظارت و کنترل ولتاژ و جریان در ماژول های مختلف MLC باشد. این چرخه‌های مستقیم از دو پیکربندی مختلف استفاده می‌کردند، یعنی (1) ماژول‌های Linkam گرمایش و خنک‌کننده یک MLC متصل به منبع برق Keithley 2410، و (2) سه نمونه اولیه (HARV1، HARV2 و HARV3) به موازات همان منبع انرژی. در مورد دوم، یک سیال دی الکتریک (روغن سیلیکون با ویسکوزیته 5 cP در دمای 25 درجه سانتیگراد، خریداری شده از Sigma Aldrich) برای تبادل حرارت بین دو مخزن (سرد و گرم) و MLC استفاده شد. مخزن حرارتی شامل یک ظرف شیشه ای است که با مایع دی الکتریک پر شده و در بالای صفحه حرارتی قرار می گیرد. انبار سرد شامل یک حمام آب با لوله های مایع حاوی مایع دی الکتریک در یک ظرف پلاستیکی بزرگ پر از آب و یخ است. دو شیر پینچ سه طرفه (خریداری شده از Bio-Chem Fluidics) در هر انتهای کمباین قرار داده شد تا سیال را به درستی از یک مخزن به مخزن دیگر سوئیچ کند (شکل 2a). برای اطمینان از تعادل حرارتی بین بسته PST-MLC و خنک کننده، دوره چرخه تا زمانی که ترموکوپل های ورودی و خروجی (تا حد امکان نزدیک به بسته PST-MLC) یکسان را نشان دهند، تمدید شد. اسکریپت پایتون همه ابزارها (منبع سنج، پمپ ها، شیرها و ترموکوپل ها) را برای اجرای چرخه صحیح اولسون مدیریت و همگام می کند، یعنی حلقه مایع خنک کننده پس از شارژ شدن متر منبع شروع به چرخش در پشته PST می کند تا در دمای مورد نظر گرم شوند. ولتاژ اعمال شده برای چرخه اولسون داده شده
متناوبا، ما این اندازه گیری های مستقیم انرژی جمع آوری شده را با روش های غیر مستقیم تایید کرده ایم. این روش‌های غیرمستقیم مبتنی بر جابجایی الکتریکی (D) - حلقه‌های میدان الکتریکی (E) هستند که در دماهای مختلف جمع‌آوری می‌شوند و با محاسبه مساحت بین دو حلقه DE، می‌توان به طور دقیق تخمین زد که چقدر انرژی می‌تواند جمع‌آوری شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. . در شکل 2. .1b. این حلقه های DE نیز با استفاده از منبع سنج های Keithley جمع آوری می شوند.
بیست و هشت دستگاه PST MLC با ضخامت 1 میلی متر در یک ساختار صفحه موازی 4 ردیفی و 7 ستونی مطابق با طرحی که در مرجع توضیح داده شده است، مونتاژ شدند. 14. فاصله سیال بین ردیف های PST-MLC 0.75 میلی متر است. این امر با افزودن نوارهای نوار دو طرفه به عنوان فاصله دهنده مایع در اطراف لبه های PST MLC به دست می آید. PST MLC به طور موازی با یک پل اپوکسی نقره ای در تماس با سیم های الکترود متصل می شود. پس از آن، سیم ها با رزین اپوکسی نقره به هر طرف پایانه های الکترود برای اتصال به منبع تغذیه چسبانده شدند. در نهایت کل ساختار را داخل شیلنگ پلی الفین قرار دهید. دومی به لوله مایع چسبانده می شود تا از آب بندی مناسب اطمینان حاصل شود. در نهایت، ترموکوپل های نوع K با ضخامت 0.25 میلی متر در هر انتهای ساختار PST-MLC برای نظارت بر دمای مایع ورودی و خروجی تعبیه شد. برای این کار ابتدا باید شیلنگ سوراخ شود. پس از نصب ترموکوپل، همان چسب قبلی را بین شیلنگ ترموکوپل و سیم بمالید تا مهر و موم بازگردد.
هشت نمونه اولیه مجزا ساخته شد که چهار نمونه از آنها دارای 40 MLC PST با ضخامت 0.5 میلی متر بودند که به صورت صفحات موازی با 5 ستون و 8 ردیف توزیع شده بودند، و چهار نمونه باقی مانده دارای 15 PST MLC با ضخامت 1 میلی متر بودند. در ساختار صفحه موازی 3 ستون × 5 ردیف. تعداد کل PST MLC های مورد استفاده 220 عدد (160 ضخامت 0.5 میلی متر و 60 PST MLC با ضخامت 1 میلی متر) بود. ما این دو زیر واحد را HARV2_160 و HARV2_60 می نامیم. شکاف مایع در نمونه اولیه HARV2_160 از دو نوار دو طرفه به ضخامت 0.25 میلی متر با سیمی به ضخامت 0.25 میلی متر بین آنها تشکیل شده است. برای نمونه اولیه HARV2_60، ما همین روش را تکرار کردیم، اما با استفاده از سیم ضخامت 0.38 میلی متر. برای تقارن، HARV2_160 و HARV2_60 مدارهای سیال، پمپ ها، سوپاپ ها و سمت سرد مخصوص به خود را دارند (یادداشت الحاقی 8). دو واحد HARV2 یک مخزن حرارتی مشترک دارند، یک ظرف 3 لیتری (30 سانتی متر در 20 سانتی متر در 5 سانتی متر) روی دو صفحه داغ با آهنرباهای چرخان. هر هشت نمونه اولیه به طور موازی به صورت الکتریکی متصل می شوند. زیرواحدهای HARV2_160 و HARV2_60 به طور همزمان در چرخه اولسون کار می کنند که منجر به برداشت انرژی 11.2 جی می شود.
PST MLC را با ضخامت 0.5 میلی متر داخل شیلنگ پلی الفین با چسب دو طرفه و سیم در دو طرف قرار دهید تا فضایی برای جریان مایع ایجاد شود. به دلیل اندازه کوچک آن، نمونه اولیه در کنار شیر مخزن سرد یا گرم قرار گرفت و زمان چرخه را به حداقل رساند.
در PST MLC، یک میدان الکتریکی ثابت با اعمال یک ولتاژ ثابت به شاخه گرمایش اعمال می شود. در نتیجه یک جریان حرارتی منفی ایجاد می شود و انرژی ذخیره می شود. پس از گرم کردن PST MLC، میدان حذف می شود (V = 0)، و انرژی ذخیره شده در آن به شمارنده منبع بازگردانده می شود، که مربوط به یک سهم بیشتر از انرژی جمع آوری شده است. در نهایت، با اعمال ولتاژ V = 0، PST های MLC تا دمای اولیه خنک می شوند تا چرخه بتواند دوباره شروع شود. در این مرحله انرژی جمع آوری نمی شود. ما چرخه اولسن را با استفاده از منبع سنج Keithley 2410 اجرا کردیم، PST MLC را از یک منبع ولتاژ شارژ کردیم و تطابق جریان را روی مقدار مناسب تنظیم کردیم تا امتیاز کافی در طول فاز شارژ برای محاسبات انرژی قابل اطمینان جمع آوری شود.
در چرخه‌های استرلینگ، MLC‌های PST در حالت منبع ولتاژ با یک مقدار میدان الکتریکی اولیه (ولتاژ اولیه Vi > 0)، یک جریان انطباق مطلوب شارژ می‌شوند، به طوری که مرحله شارژ حدود 1 ثانیه طول می‌کشد (و امتیاز کافی برای محاسبه قابل اعتماد جمع‌آوری می‌شود. انرژی) و دمای سرد. در چرخه‌های استرلینگ، MLC‌های PST در حالت منبع ولتاژ با یک مقدار میدان الکتریکی اولیه (ولتاژ اولیه Vi > 0)، یک جریان انطباق مطلوب شارژ می‌شوند، به طوری که مرحله شارژ حدود 1 ثانیه طول می‌کشد (و امتیاز کافی برای محاسبه قابل اعتماد جمع‌آوری می‌شود. انرژی) و دمای سرد. در 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. در چرخه های PST MLC استرلینگ، آنها در حالت منبع ولتاژ در مقدار اولیه میدان الکتریکی (ولتاژ اولیه Vi > 0)، جریان تسلیم مورد نظر شارژ شدند، به طوری که مرحله شارژ حدود 1 ثانیه (و تعداد کافی) طول می کشد. امتیاز برای محاسبه قابل اعتماد انرژی) و دمای سرد جمع آوری می شود.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. در چرخه اصلی، PST MLC در مقدار میدان الکتریکی اولیه (ولتاژ اولیه Vi > 0) در حالت منبع ولتاژ شارژ می شود، به طوری که جریان انطباق مورد نیاز برای مرحله شارژ حدود 1 ثانیه طول می کشد (و ما امتیاز کافی را جمع آوری کردیم تا قابل اعتماد محاسبه (انرژی) و دمای پایین. Во цикле Стирлинга PST MLC заряжается в режиме источника напряжения со начальным значением электрического поля (начальное напряжение Vi > 0), требуемый ток податливости таква, , чтобы надежно рассчитать энергию) و کم دما . در چرخه استرلینگ، PST MLC در حالت منبع ولتاژ با مقدار اولیه میدان الکتریکی شارژ می شود (ولتاژ اولیه Vi > 0)، جریان انطباق مورد نیاز به گونه ای است که مرحله شارژ حدود 1 ثانیه طول می کشد (و تعداد کافی). از نقاط جمع آوری شده برای محاسبه قابل اعتماد انرژی) و دماهای پایین .قبل از اینکه PST MLC گرم شود، مدار را با اعمال جریان منطبق 0 میلی آمپر I = باز کنید (حداقل جریان تطبیقی ​​که منبع اندازه گیری ما می تواند تحمل کند 10 nA است). در نتیجه، یک شارژ در PST MJK باقی می ماند و با گرم شدن نمونه، ولتاژ افزایش می یابد. هیچ انرژی در بازوی BC جمع آوری نمی شود زیرا I = 0 میلی آمپر است. پس از رسیدن به دمای بالا، ولتاژ در MLT FT افزایش می یابد (در برخی موارد بیش از 30 برابر، شکل اضافی 7.2 را ببینید)، MLK FT تخلیه می شود (V = 0)، و انرژی الکتریکی در آنها ذخیره می شود. همانطور که آنها شارژ اولیه هستند. همان مکاتبات فعلی به منبع متر بازگردانده می شود. با توجه به افزایش ولتاژ، انرژی ذخیره شده در دمای بالا بیشتر از آنچه در ابتدای سیکل ارائه شده بود است. در نتیجه انرژی از تبدیل گرما به الکتریسیته بدست می آید.
ما از یک منبع سنج Keithley 2410 برای نظارت بر ولتاژ و جریان اعمال شده به PST MLC استفاده کردیم. انرژی مربوطه با ادغام حاصلضرب ولتاژ و جریان خوانده شده توسط منبع سنج کیتلی محاسبه می شود، \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\ چپ(t\ راست){V}_{{\rm{meas}}}(t)\)، که در آن τ دوره دوره است. در منحنی انرژی ما، مقادیر انرژی مثبت به معنای انرژی است که باید به MLC PST بدهیم، و مقادیر منفی به معنای انرژی است که از آنها استخراج می کنیم و در نتیجه انرژی دریافتی. توان نسبی برای یک چرخه جمع آوری معین با تقسیم انرژی جمع آوری شده بر دوره τ کل چرخه تعیین می شود.
همه داده ها در متن اصلی یا در اطلاعات اضافی ارائه شده است. نامه‌ها و درخواست‌ها برای مطالب باید به منبع داده‌های AT یا ED ارائه شده با این مقاله ارسال شوند.
Ando Junior، OH، Maran، ALO & Henao، NC مروری بر توسعه و کاربردهای میکروژنراتورهای ترموالکتریک برای برداشت انرژی. Ando Junior، OH، Maran، ALO & Henao، NC مروری بر توسعه و کاربردهای میکروژنراتورهای ترموالکتریک برای برداشت انرژی.آندو جونیور، اوهایو، ماران، ALO و Henao، NC مروری بر توسعه و کاربرد میکروژنراتورهای ترموالکتریک برای برداشت انرژی. آندو جونیور، اوه، ماران، ALO و هنائو، NC 回顾用于能量收集的热电微型发电机的开发和应用。 آندو جونیور، اوه، ماران، ALO و هنائو، NCAndo Junior، Ohio، Maran، ALO، و Henao، NC در حال بررسی توسعه و استفاده از میکروژنراتورهای ترموالکتریک برای برداشت انرژی هستند.رزومه پشتیبانی می کند. Energy Rev. 91, 376-393 (2018).
Polman، A.، Knight، M.، Garnett، EC، Ehrler، B. & Sinke، WC مواد فتوولتائیک: کارایی فعلی و چالش های آینده. Polman، A.، Knight، M.، Garnett، EC، Ehrler، B. & Sinke، WC مواد فتوولتائیک: کارایی فعلی و چالش های آینده.Polman، A.، Knight، M.، Garnett، EK، Ehrler، B. and Sinke، VK مواد فتوولتائیک: عملکرد فعلی و چالش های آینده. پولمن، آ.، نایت، ام.، گارنت، ای سی، ارلر، بی و سینک، 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 مواد خورشیدی: کارایی فعلی و چالش های آینده.Polman، A.، Knight، M.، Garnett، EK، Ehrler، B. and Sinke، VK مواد فتوولتائیک: عملکرد فعلی و چالش های آینده.Science 352, aad4424 (2016).
Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. اثر پیروپیزوالکتریک به هم پیوسته برای سنجش دما و فشار به طور همزمان. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. اثر پیروپیزوالکتریک پیوسته برای سنجش دما و فشار به طور همزمان.Song K.، Zhao R.، Wang ZL و Yan Yu. اثر پیروپیزوالکتریک ترکیبی برای اندازه‌گیری همزمان خودمختار دما و فشار. سونگ، کی، ژائو، آر، وانگ، ز ال و یانگ، ی. 用于自供电同时温度和压力传感的联合热压电效应。 آهنگ، K.، ژائو، R.، وانگ، ZL و یانگ، Y. برای خود تغذیه همزمان با دما و فشار.Song K.، Zhao R.، Wang ZL و Yan Yu. اثر ترموپیزوالکتریک ترکیبی برای اندازه‌گیری همزمان خودمختار دما و فشار.به جلو. alma mater 31, 1902831 (2019).
Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. برداشت انرژی بر اساس چرخه های پیروالکتریک اریکسون در یک سرامیک فروالکتریک شل کننده. Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. برداشت انرژی بر اساس چرخه های پیروالکتریک اریکسون در یک سرامیک فروالکتریک شل کننده.Sebald G.، Prouvost S. و Guyomar D. برداشت انرژی بر اساس چرخه های پیروالکتریک اریکسون در سرامیک های فروالکتریک شل کننده.Sebald G.، Prouvost S. و Guyomar D. برداشت انرژی در سرامیک های فروالکتریک شل کننده بر اساس دوچرخه سواری پیروالکتریک اریکسون. مادر باهوش ساختار 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW نسل بعدی مواد الکتروکالری و پیرالکتریک برای تبدیل انرژی الکتریکی گرمایی حالت جامد. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW نسل بعدی مواد الکتروکالری و پیرالکتریک برای تبدیل انرژی الکتریکی گرمایی حالت جامد. Alpay، SP، Mantese، J.، Trolier-Mckinstry، S.، Zhang، Q. & Whatmore، RW Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW نسل بعدی مواد الکتروکالری و پیرالکتریک برای تبدیل انرژی الکتریکی گرمایی حالت جامد. Alpay، SP، Mantese، J.، Trolier-Mckinstry، S.، Zhang، Q. و Whatmore، RW 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 نسل بعدی مواد الکتروکالری و پیرالکتریک برای تبدیل انرژی الکتریکی گرمایی حالت جامد.لیدی بول 39، 1099–1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. استاندارد و شایستگی برای تعیین کمیت عملکرد نانو ژنراتورهای پیرو الکتریک. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. استاندارد و شایستگی برای تعیین کمیت عملکرد نانو ژنراتورهای پیرو الکتریک.Zhang، K.، وانگ، Y.، وانگ، ZL و یانگ، یو. امتیاز استاندارد و کیفیت برای کمی کردن عملکرد نانو ژنراتورهای پیرو الکتریک. Zhang، K.، وانگ، Y.، وانگ، 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。 ژانگ، کی، وانگ، ی.، وانگ، زی ال و یانگ، ی.Zhang، K.، وانگ، Y.، وانگ، ZL و یانگ، یو. معیارها و معیارهای عملکرد برای کمی کردن عملکرد یک نانو ژنراتور پیروالکتریکنانو انرژی 55، 534–540 (2019).
چرخه های خنک کننده الکتروکالری کراسلی، اس.، نایر، بی، واتمور، RW، مویا، X. و Mathur، ND در تانتالات اسکاندیم سرب با بازسازی واقعی از طریق تغییرات میدانی. چرخه های خنک کننده الکتروکالری کراسلی، اس.، نایر، بی، واتمور، RW، مویا، X. و Mathur، ND در تانتالات اسکاندیم سرب با بازسازی واقعی از طریق تغییرات میدانی.چرخه های خنک کننده الکتروکالری کراسلی، اس.، نایر، بی، واتمور، RW، مویا، ایکس و ماتور، ND در تانتالات سرب-اسکاندیم با بازسازی واقعی با استفاده از اصلاح میدانی. Crossley، S.، Nair، B.، Whatmore، RW، Moya، X. و Mathur، ND 钽酸钪铅的电热冷却循环，通过场变化实现真正的 Crossley، S.، Nair، B.، Whatmore، RW، Moya، X. & Mathur، ND. تانتالومCrossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. and Mathur, ND یک چرخه خنک کننده الکتروترمال از تانتالات اسکاندیم-سرب برای بازسازی واقعی از طریق معکوس میدانی.Physics Rev. X 9, 41002 (2019).
مواد کالری نزدیک به انتقال فاز فروئیک مویا، ایکس، کار-نارایان، اس. مواد کالری نزدیک به انتقال فاز فروئیک مویا، ایکس، کار-نارایان، اس.مواد کالری نزدیک به انتقال فاز فرویدی مویا، ایکس، کار-نارایان، اس و ماتور، ND. مویا، ایکس، کار-نارایان، اس و ماتور، ND 铁质相变附近的热量材料。 Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND مواد حرارتی نزدیک به متالورژی آهنی.مواد حرارتی نزدیک به انتقال فاز آهنی مویا، ایکس، کار-نارایان، اس و ماتور، ND.نات. آلما ماتر 13، 439-450 (2014).
Moya, X. & Mathur, ND مواد کالری برای سرمایش و گرمایش. Moya, X. & Mathur, ND مواد کالری برای سرمایش و گرمایش.مواد حرارتی Moya، X. و Mathur، ND برای سرمایش و گرمایش. مویا، ایکس و ماتور، ND 用于冷却和加热的热量材料。 Moya, X. & Mathur, ND مواد حرارتی برای سرمایش و گرمایش.مواد حرارتی Moya X. و Mathur ND برای سرمایش و گرمایش.Science 370, 797-803 (2020).
Torelló، A. & Defay، E. خنک کننده های الکتروکالری: بررسی. Torelló، A. & Defay، E. خنک کننده های الکتروکالری: بررسی.Torello، A. و Defay، E. چیلرهای الکتروکالری: بررسی. 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. خنک کننده های الکتروترمال: بررسی.پیشرفته. الکترونیکی آلما مادر 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe، Y. و همکاران. بازده انرژی بسیار زیاد مواد الکتروکالری در اسکاندیم-اسکاندیم-سرب بسیار سفارشی. ملی ارتباط برقرار کند. 12, 3298 (2021).
نیر، بی و همکاران. اثر الکتروترمال خازن های چند لایه اکسیدی در محدوده دمایی وسیعی زیاد است. Nature 575, 468-472 (2019).
تورلو، A. و همکاران. محدوده دما بسیار زیاد در احیاگرهای الکتروترمال. Science 370, 125-129 (2020).
وانگ، ی و همکاران سیستم خنک کننده الکتروترمال حالت جامد با کارایی بالا. Science 370, 129-133 (2020).
منگ، ی و همکاران. دستگاه خنک کننده الکتروترمال آبشاری برای افزایش دمای زیاد. انرژی ملی 5، 996–1002 (2020).
Olsen, RB & Brown, DD با راندمان بالا تبدیل مستقیم گرما به اندازه گیری های پیروالکتریک مرتبط با انرژی الکتریکی. Olsen, RB & Brown, DD با راندمان بالا تبدیل مستقیم گرما به اندازه گیری های پیروالکتریک مربوط به انرژی الکتریکی.اولسن، RB و براون، DD تبدیل مستقیم گرما به انرژی الکتریکی بسیار کارآمد مرتبط با اندازه‌گیری‌های پیروالکتریک. اولسن، آر بی و براون، دی دی 高效直接将热量转换为电能相关的热释电测量。 اولسن، RB & Brown، DDاولسن، RB و براون، DD تبدیل مستقیم کارآمد گرما به الکتریسیته مرتبط با اندازه‌گیری‌های پیروالکتریک.فروالکتریک 40، 17-27 (1982).
پاندیا، اس و همکاران. چگالی انرژی و توان در فیلم های فروالکتریک شل کننده نازک دانشگاه ملی. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
اسمیت، AN و هانراهان، BM تبدیل پیرالکتریک آبشاری: بهینه سازی انتقال فاز فروالکتریک و تلفات الکتریکی. اسمیت، AN و هانراهان، BM تبدیل پیرالکتریک آبشاری: بهینه سازی انتقال فاز فروالکتریک و تلفات الکتریکی.اسمیت، AN و Hanrahan، BM تبدیل پیرالکتریک آبشاری: انتقال فاز فروالکتریک و بهینه‌سازی تلفات الکتریکی. اسمیت، AN و هانراهان، بی ام 级联热释电转换：优化铁电相变和电损耗. اسمیت، AN و هارهان، بی.اماسمیت، AN و Hanrahan، BM تبدیل پیرالکتریک آبشاری: بهینه سازی انتقال فاز فروالکتریک و تلفات الکتریکی.J. برنامه. فیزیک 128, 24103 (2020).
Hoch, SR استفاده از مواد فروالکتریک برای تبدیل انرژی حرارتی به الکتریسیته. فرآیند IEEE 51, 838-845 (1963).
اولسن، RB، برونو، DA، Briscoe، JM & Dullea، J. مبدل انرژی پیروالکتریک آبشاری. اولسن، RB، برونو، DA، Briscoe، JM & Dullea، J. مبدل انرژی پیروالکتریک آبشاری.اولسن، RB، برونو، DA، Briscoe، JM و Dullea، J. Cascade Pyroelectric Power Converter. اولسن، آر. اولسن، آر.مبدل های قدرت پیروالکتریک اولسن، RB، برونو، DA، Briscoe، JM و Dullea، J. Cascaded.فروالکتریک 59، 205-219 (1984).
Shebanov, L. & Borman, K. در مورد محلول های جامد سرب-اسکاندیم تانتالات با اثر الکتروکالری بالا. Shebanov, L. & Borman, K. در مورد محلول های جامد سرب-اسکاندیم تانتالات با اثر الکتروکالری بالا.Shebanov L. and Borman K. در مورد محلول های جامد سرب-اسکاندیم تانتالات با اثر الکتروکالری بالا. Shebanov، L. & Borman، K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体. شبانوف، ال و بورمن، ک.Shebanov L. and Borman K. در مورد محلول های جامد اسکاندیم-سرب-اسکاندیم با اثر الکتروکالری بالا.فروالکتریک 127، 143-148 (1992).
ما از N. Furusawa، Y. Inoue و K. Honda برای کمک آنها در ایجاد MLC تشکر می کنیم. PL، AT، YN، AA، JL، UP، VK، OB و ED با تشکر از بنیاد تحقیقات ملی لوکزامبورگ (FNR) برای حمایت از این کار از طریق CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay، MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay- Siebentritt، THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay و BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay.
گروه تحقیقات و فناوری مواد، موسسه فناوری لوکزامبورگ (LIST)، بلوآر، لوکزامبورگ