ارائه منابع پایدار برق یکی از مهمترین چالش‌های این قرن است. زمینه‌های تحقیقاتی در مواد برداشت انرژی از این انگیزه ناشی می‌شود، از جمله ترموالکتریک1، فتوولتائیک2 و ترموفتوولتائیک3. اگرچه ما فاقد مواد و دستگاه‌هایی هستیم که قادر به برداشت انرژی در محدوده ژول باشند، مواد پیروالکتریک که می‌توانند انرژی الکتریکی را به تغییرات دمایی دوره‌ای تبدیل کنند، حسگرها4 و برداشت‌کننده‌های انرژی5،6،7 در نظر گرفته می‌شوند. در اینجا ما یک برداشت‌کننده انرژی حرارتی ماکروسکوپی را به شکل یک خازن چند لایه ساخته شده از 42 گرم تانتالات اسکاندیم سرب توسعه داده‌ایم که در هر چرخه ترمودینامیکی 11.2 ژول انرژی الکتریکی تولید می‌کند. هر ماژول پیروالکتریک می‌تواند چگالی انرژی الکتریکی تا 4.43 ژول بر سانتی‌متر مکعب در هر چرخه تولید کند. ما همچنین نشان می‌دهیم که دو ماژول از این دست با وزن 0.3 گرم برای تأمین انرژی مداوم برداشت‌کننده‌های انرژی مستقل با میکروکنترلرهای تعبیه شده و حسگرهای دما کافی هستند. در نهایت، نشان می‌دهیم که برای محدوده دمایی 10 کلوین، این خازن‌های چند لایه می‌توانند به 40٪ 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 توان پیروالکتریک ماکروسکوپی، مقیاس‌پذیر و کارآمد، تولید توان ترموالکتریک را از نو تصور می‌کنند.
در مقایسه با گرادیان دمایی 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 شکل توسط نمودار آنتروپی (S)-دما (T) توصیف می‌شود. شکل 1a یک نمودار ST معمولی از یک ماده پیروالکتریک غیرخطی (NLP) را نشان می‌دهد که یک گذار فاز فروالکتریک-پاراالکتریک با محرک میدان در تانتالات سرب اسکاندیم (PST) را نشان می‌دهد. بخش‌های آبی و سبز چرخه در نمودار ST مربوط به انرژی الکتریکی تبدیل شده در چرخه اولسون (دو بخش ایزوترمال و دو بخش ایزوپل) است. در اینجا دو چرخه را با تغییر میدان الکتریکی یکسان (میدان روشن و خاموش) و تغییر دما ΔT، البته با دماهای اولیه متفاوت، در نظر می‌گیریم. چرخه سبز در ناحیه گذار فاز قرار ندارد و بنابراین مساحت بسیار کمتری نسبت به چرخه آبی واقع در ناحیه گذار فاز دارد. در نمودار ST، هرچه مساحت بزرگتر باشد، انرژی جمع‌آوری‌شده بیشتر است. بنابراین، گذار فاز باید انرژی بیشتری جمع‌آوری کند. نیاز به چرخه‌سازی ناحیه بزرگ در NLP بسیار شبیه به نیاز به کاربردهای الکتروترمال است9، 10، 11، 12 که در آن خازن‌های چندلایه PST (MLCs) و ترپلیمرهای مبتنی بر PVDF اخیراً عملکرد معکوس عالی نشان داده‌اند. وضعیت عملکرد خنک‌سازی در چرخه 13، 14، 15، 16. بنابراین، ما MLCهای PST مورد علاقه برای برداشت انرژی حرارتی را شناسایی کرده‌ایم. این نمونه‌ها به طور کامل در روش‌ها شرح داده شده و در یادداشت‌های تکمیلی 1 (میکروسکوپ الکترونی روبشی)، 2 (پراش اشعه ایکس) و 3 (کالریمتری) مشخص شده‌اند.
الف، طرح نمودار آنتروپی (S)-دما (T) با میدان الکتریکی روشن و خاموش اعمال شده بر مواد NLP که گذار فاز را نشان می‌دهد. دو چرخه جمع‌آوری انرژی در دو ناحیه دمایی مختلف نشان داده شده است. چرخه‌های آبی و سبز به ترتیب در داخل و خارج از گذار فاز رخ می‌دهند و در نواحی بسیار متفاوتی از سطح به پایان می‌رسند. ب، دو حلقه تک‌قطبی DE PST MLC، به ضخامت ۱ میلی‌متر، که به ترتیب بین ۰ تا ۱۵۵ کیلوولت بر سانتی‌متر در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد و ۹۰ درجه سانتیگراد اندازه‌گیری شده‌اند، و چرخه‌های اولسن مربوطه. حروف ABCD به حالت‌های مختلف در چرخه اولسون اشاره دارند. AB: MLCها در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد تا ۱۵۵ کیلوولت بر سانتی‌متر شارژ شدند. BC: MLC در دمای ۱۵۵ کیلوولت بر سانتی‌متر نگهداری شد و دما تا ۹۰ درجه سانتیگراد افزایش یافت. CD: MLC در دمای ۹۰ درجه سانتیگراد تخلیه می‌شود. DA: MLC در میدان صفر تا ۲۰ درجه سانتیگراد سرد شده است. ناحیه آبی مربوط به توان ورودی مورد نیاز برای شروع چرخه است. ناحیه نارنجی انرژی جمع‌آوری‌شده در یک چرخه است. c، پنل بالایی، ولتاژ (مشکی) و جریان (قرمز) در مقابل زمان، که در همان چرخه اولسون مانند b ردیابی شده‌اند. دو درج نشان‌دهنده تقویت ولتاژ و جریان در نقاط کلیدی چرخه هستند. در پنل پایینی، منحنی‌های زرد و سبز به ترتیب منحنی‌های دما و انرژی مربوطه را برای یک MLC با ضخامت ۱ میلی‌متر نشان می‌دهند. انرژی از منحنی‌های جریان و ولتاژ در پنل بالایی محاسبه می‌شود. انرژی منفی مربوط به انرژی جمع‌آوری‌شده است. مراحل مربوط به حروف بزرگ در چهار شکل همانند چرخه اولسون است. چرخه AB'CD مربوط به چرخه استرلینگ است (یادداشت اضافی ۷).
که در آن E و D به ترتیب میدان الکتریکی و میدان جابجایی الکتریکی هستند. Nd را می‌توان به طور غیرمستقیم از مدار DE (شکل 1b) یا مستقیماً با شروع یک چرخه ترمودینامیکی به دست آورد. مفیدترین روش‌ها توسط اولسن در کار پیشگامانه‌اش در زمینه جمع‌آوری انرژی پیروالکتریک در دهه 1980 شرح داده شده است17.
شکل 1b دو حلقه تک قطبی DE از نمونه‌های PST-MLC با ضخامت 1 میلی‌متر را نشان می‌دهد که به ترتیب در دمای 20 درجه سانتیگراد و 90 درجه سانتیگراد، در محدوده 0 تا 155 کیلوولت بر سانتی‌متر (600 ولت) مونتاژ شده‌اند. این دو چرخه را می‌توان برای محاسبه غیرمستقیم انرژی جمع‌آوری‌شده توسط چرخه اولسون نشان داده شده در شکل 1a استفاده کرد. در واقع، چرخه اولسن از دو شاخه ایزوفیلد (در اینجا، میدان صفر در شاخه DA و 155 کیلوولت بر سانتی‌متر در شاخه BC) و دو شاخه ایزوترمال (در اینجا، 20 درجه سانتیگراد و 20 درجه سانتیگراد در شاخه AB) تشکیل شده است. C در شاخه CD) انرژی جمع‌آوری‌شده در طول چرخه مربوط به نواحی نارنجی و آبی (انتگرال EdD) است. انرژی جمع‌آوری‌شده Nd تفاوت بین انرژی ورودی و خروجی است، یعنی فقط ناحیه نارنجی در شکل 1b. این چرخه خاص اولسون چگالی انرژی Nd برابر با 1.78 ژول بر سانتی‌متر مکعب می‌دهد. چرخه استرلینگ جایگزینی برای چرخه اولسون است (یادداشت تکمیلی 7). از آنجا که رسیدن به مرحله بار ثابت (مدار باز) آسان‌تر است، چگالی انرژی استخراج شده از شکل 1b (چرخه AB'CD) به 1.25 ژول بر سانتی‌متر مکعب می‌رسد. این تنها 70٪ از مقداری است که چرخه اولسون می‌تواند جمع‌آوری کند، اما تجهیزات ساده برداشت این کار را انجام می‌دهند.
علاوه بر این، ما مستقیماً انرژی جمع‌آوری‌شده در طول چرخه اولسون را با فعال کردن PST MLC با استفاده از یک مرحله کنترل دمای Linkam و یک منبع سنج (روش) اندازه‌گیری کردیم. شکل 1c در بالا و در داخل کادر مربوطه، جریان (قرمز) و ولتاژ (سیاه) جمع‌آوری‌شده در همان PST MLC با ضخامت 1 میلی‌متر را برای حلقه DE که از همان چرخه اولسون عبور می‌کند، نشان می‌دهد. جریان و ولتاژ، محاسبه انرژی جمع‌آوری‌شده را ممکن می‌سازند و منحنی‌ها در شکل 1c، پایین (سبز) و دما (زرد) در طول چرخه نشان داده شده‌اند. حروف ABCD نشان‌دهنده همان چرخه اولسون در شکل 1 هستند. شارژ MLC در طول مرحله AB رخ می‌دهد و با جریان کم (200 میکروآمپر) انجام می‌شود، بنابراین SourceMeter می‌تواند شارژ را به درستی 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، داخل کادر بالا). در پایان شارژ، 30 میلی‌ژول انرژی الکتریکی در MLC (نقطه B) ذخیره می‌شود. سپس MLC گرم می‌شود و یک جریان منفی (و بنابراین یک جریان منفی) تولید می‌شود در حالی که ولتاژ در 600 ولت باقی می‌ماند. پس از 40 ثانیه، هنگامی که دما به سطح ثابت 90 درجه سانتیگراد رسید، این جریان جبران شد، اگرچه نمونه پله‌ای در طول این ایزوفیلد، توان الکتریکی 35 میلی‌ژول در مدار تولید کرد (دومین درج در شکل 1c، بالا). سپس ولتاژ روی MLC (شاخه CD) کاهش می‌یابد و در نتیجه 60 میلی‌ژول کار الکتریکی اضافی انجام می‌شود. کل انرژی خروجی 95 میلی‌ژول است. انرژی جمع‌آوری‌شده، تفاوت بین انرژی ورودی و خروجی است که 95 - 30 = 65 میلی‌ژول را می‌دهد. این مربوط به چگالی انرژی 1.84 ژول بر سانتی‌متر مکعب است که بسیار نزدیک به Nd استخراج‌شده 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 چرخه‌های اولسن در یک PST MLC با ضخامت 0.5 میلی‌متر در محدوده دمایی 750 ولت (195 کیلوولت بر سانتی‌متر) و 175 درجه سانتیگراد (یادداشت تکمیلی 5) به 4.43 ژول بر سانتی‌متر مکعب دست یافتیم. این مقدار چهار برابر بیشتر از بهترین عملکرد گزارش شده در مقالات برای چرخه‌های مستقیم اولسون است و روی لایه‌های نازک Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1.06 ژول بر سانتی‌متر مکعب)18 بدست آمده است (برای مقادیر بیشتر به جدول تکمیلی 1 در مقالات مراجعه کنید). این عملکرد به دلیل جریان نشتی بسیار پایین این MLCها (<10−7 A در 750 ولت و 180 درجه سانتیگراد، جزئیات را در یادداشت تکمیلی 6 ببینید) - نکته‌ای حیاتی که اسمیت و همکارانش19 به آن اشاره کردند - در مقایسه با مواد مورد استفاده در مطالعات قبلی17،20 حاصل شده است. این عملکرد به دلیل جریان نشتی بسیار پایین این MLCها (<10−7 A در 750 ولت و 180 درجه سانتیگراد، جزئیات را در یادداشت تکمیلی 6 ببینید) - نکته‌ای حیاتی که اسمیت و همکارانش19 به آن اشاره کردند - در مقایسه با مواد مورد استفاده در مطالعات قبلی17،20 حاصل شده است. Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих MLC (<10–7 A در 750 درجه سانتیگراد و 180 درجه سانتیگراد، بالاتر. примечании 6) — نقطه критический, упомянутый Смитом и др. 19 — в отличие от к материјалам, использованным в более ранних исследованиях17,20. این ویژگی‌ها به دلیل جریان نشتی بسیار پایین این MLCها (کمتر از 10 تا 7 آمپر در 750 ولت و 180 درجه سانتیگراد، برای جزئیات به یادداشت تکمیلی 6 مراجعه کنید) - یک نکته بحرانی که اسمیت و همکارانش 19 به آن اشاره کردند - در مقایسه با مواد مورد استفاده در مطالعات قبلی 17،20، حاصل شد.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中的详细信息）——اسمیت 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0料1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 说信息））））） — 等 人 19 提到 关键 关键 点 相比之下 相比之下 相比乸乸相比之下 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 繋之下相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下，已经达到了这种性能到早期研究中使用的材料17.20。 Поскольку ток утечки этих MLC очень низкий (<10–7 A در 750 در و 180 درجه سانتیگراد، سانتیگراد زیربنیتی در дополнительном примечании 6) — نقطه کلیدی، ناتوانی Смитом و др. 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 به یادداشت تکمیلی 6 مراجعه کنید) - نکته کلیدی که اسمیت و همکارانش 19 به آن اشاره کردند - برای مقایسه، این عملکردها به دست آمد.به مواد مورد استفاده در مطالعات قبلی ۱۷،۲۰.
شرایط مشابه (600 ولت، 20 تا 90 درجه سانتیگراد) برای چرخه استرلینگ اعمال شد (یادداشت تکمیلی 7). همانطور که از نتایج چرخه DE انتظار می‌رفت، بازده 41.0 میلی‌ژول بود. یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های چرخه‌های استرلینگ، توانایی آنها در تقویت ولتاژ اولیه از طریق اثر ترموالکتریک است. ما افزایش ولتاژ تا 39 را مشاهده کردیم (از ولتاژ اولیه 15 ولت تا ولتاژ انتهایی تا 590 ولت، به شکل تکمیلی 7.2 مراجعه کنید).
یکی دیگر از ویژگی‌های متمایز این MLCها این است که آنها اجسام ماکروسکوپی به اندازه کافی بزرگ هستند تا انرژی را در محدوده ژول جمع‌آوری کنند. بنابراین، ما یک برداشت‌کننده نمونه اولیه (HARV1) را با استفاده از 28 MLC PST با ضخامت 1 میلی‌متر، با پیروی از همان طراحی صفحه موازی شرح داده شده توسط Torello و همکاران.14، در یک ماتریس 7×4 همانطور که در شکل نشان داده شده است، ساختیم. سیال دی‌الکتریک حامل گرما در منیفولد توسط یک پمپ پریستالتیک بین دو مخزن جابجا می‌شود که در آن دمای سیال ثابت نگه داشته می‌شود (روش). با استفاده از چرخه اولسون شرح داده شده در شکل 2a، مناطق ایزوترمال در 10 درجه سانتیگراد و 125 درجه سانتیگراد و مناطق ایزوفیلد در 0 و 750 ولت (195 کیلوولت بر سانتی‌متر) تا 3.1 ژول جمع‌آوری کنید. این مربوط به چگالی انرژی 3.14 ژول بر سانتی‌متر مکعب است. با استفاده از این ترکیب، اندازه‌گیری‌ها در شرایط مختلف انجام شد (شکل 2b). توجه داشته باشید که ۱.۸ ژول در محدوده دمایی ۸۰ درجه سانتیگراد و ولتاژ ۶۰۰ ولت (۱۵۵ کیلوولت بر سانتی‌متر) به دست آمد. این مقدار با مقدار ۶۵ میلی‌ژول که قبلاً برای PST MLC با ضخامت ۱ میلی‌متر تحت شرایط مشابه ذکر شده بود، مطابقت خوبی دارد (۲۸ × ۶۵ = ۱۸۲۰ میلی‌ژول).
الف) راه‌اندازی آزمایشی یک نمونه اولیه مونتاژ شده HARV1 بر اساس 28 MLC PST با ضخامت 1 میلی‌متر (4 ردیف × 7 ستون) که با چرخه‌های اولسون کار می‌کنند. برای هر یک از چهار مرحله چرخه، دما و ولتاژ در نمونه اولیه ارائه شده است. کامپیوتر یک پمپ پریستالتیک را به کار می‌اندازد که یک سیال دی‌الکتریک را بین مخازن سرد و گرم، دو شیر و یک منبع تغذیه به گردش در می‌آورد. کامپیوتر همچنین از ترموکوپل‌ها برای جمع‌آوری داده‌ها در مورد ولتاژ و جریان ارائه شده به نمونه اولیه و دمای کمباین از منبع تغذیه استفاده می‌کند. ب) انرژی (رنگ) جمع‌آوری شده توسط نمونه اولیه MLC 4×7 ما در مقابل محدوده دما (محور X) و ولتاژ (محور Y) در آزمایش‌های مختلف.
یک نسخه بزرگتر از برداشت‌کننده (HARV2) با 60 PST MLC با ضخامت 1 میلی‌متر و 160 PST MLC با ضخامت 0.5 میلی‌متر (41.7 گرم ماده پیروالکتریک فعال) 11.2 ژول انرژی تولید کرد (یادداشت تکمیلی 8). در سال 1984، اولسن یک برداشت‌کننده انرژی بر اساس 317 گرم ترکیب Pb(Zr,Ti)O3 آلاییده شده با قلع ساخت که قادر به تولید 6.23 ژول برق در دمای حدود 150 درجه سانتیگراد بود (مرجع 21). برای این ترکیب، این تنها مقدار دیگر موجود در محدوده ژول است. این ترکیب کمی بیش از نیمی از مقداری که ما به دست آوردیم و تقریباً هفت برابر کیفیت آن را ارائه می‌دهد. این بدان معناست که چگالی انرژی HARV2 13 برابر بیشتر است.
دوره چرخه HARV1 برابر با 57 ثانیه است. این دستگاه با 4 ردیف 7 ستونی از مجموعه‌های MLC با ضخامت 1 میلی‌متر، 54 میلی‌وات توان تولید کرد. برای اینکه یک گام فراتر برویم، یک کمباین سوم (HARV3) با یک PST MLC با ضخامت 0.5 میلی‌متر و تنظیمات مشابه HARV1 و HARV2 ساختیم (یادداشت تکمیلی 9). زمان گرمایش 12.5 ثانیه را اندازه‌گیری کردیم. این مربوط به زمان چرخه 25 ثانیه است (شکل تکمیلی 9). انرژی جمع‌آوری‌شده (47 میلی‌ژول) توان الکتریکی 1.95 میلی‌وات در هر MLC می‌دهد، که به نوبه خود به ما این امکان را می‌دهد که تصور کنیم HARV2 0.55 وات (تقریباً 1.95 میلی‌وات × 280 PST MLC با ضخامت 0.5 میلی‌متر) تولید می‌کند. علاوه بر این، ما انتقال حرارت را با استفاده از شبیه‌سازی اجزای محدود (COMSOL، یادداشت تکمیلی 10 و جداول تکمیلی 2-4) مربوط به آزمایش‌های HARV1 شبیه‌سازی کردیم. مدل‌سازی المان محدود با نازک کردن MLC تا 0.2 میلی‌متر، استفاده از آب به عنوان خنک‌کننده و بازیابی ماتریس به 7 ردیف × 4 ستون، پیش‌بینی مقادیر توان تقریباً یک مرتبه بزرگتر (430 میلی‌وات) را برای همان تعداد ستون‌های PST امکان‌پذیر کرد (علاوه بر این، وقتی مخزن در کنار کمباین بود، 960 میلی‌وات وجود داشت، شکل تکمیلی 10b).
برای نشان دادن سودمندی این کلکتور، یک چرخه استرلینگ بر روی یک نمایشگر مستقل متشکل از تنها دو PST MLC با ضخامت 0.5 میلی‌متر به عنوان کلکتور حرارتی، یک سوئیچ ولتاژ بالا، یک سوئیچ ولتاژ پایین با خازن ذخیره‌سازی، یک مبدل DC/DC، یک میکروکنترلر کم‌مصرف، دو ترموکوپل و مبدل بوست اعمال شد (یادداشت تکمیلی 11). این مدار نیاز دارد که خازن ذخیره‌سازی ابتدا با 9 ولت شارژ شود و سپس به طور خودکار در حالی که دمای دو MLC از -5 درجه سانتیگراد تا 85 درجه سانتیگراد متغیر است، در اینجا در چرخه‌های 160 ثانیه‌ای کار کند (چندین چرخه در یادداشت تکمیلی 11 نشان داده شده است). نکته قابل توجه این است که دو MLC با وزن تنها 0.3 گرم می‌توانند به طور خودکار این سیستم بزرگ را کنترل کنند. یکی دیگر از ویژگی‌های جالب این است که مبدل ولتاژ پایین قادر به تبدیل 400 ولت به 10-15 ولت با راندمان 79٪ 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 کارایی به صورت نسبت چگالی انرژی الکتریکی جمع‌آوری‌شده Nd به چگالی گرمای تأمین‌شده Qin تعریف می‌شود (یادداشت تکمیلی ۱۲):
شکل‌های 3a و 3b به ترتیب بازده η و بازده نسبی ηr چرخه اولسن را به عنوان تابعی از محدوده دمایی یک PST MLC با ضخامت 0.5 میلی‌متر نشان می‌دهند. هر دو مجموعه داده برای میدان الکتریکی 195 کیلوولت بر سانتی‌متر ارائه شده‌اند. بازده به 1.43٪ می‌رسد که معادل 18٪ ηr است. با این حال، برای محدوده دمایی 10 کلوین از 25 درجه سانتیگراد تا 35 درجه سانتیگراد، ηr به مقادیری تا 40٪ می‌رسد (منحنی آبی در شکل 3b). این دو برابر مقدار شناخته شده برای مواد NLP ثبت شده در فیلم‌های PMN-PT (ηr = 19٪) در محدوده دمایی 10 کلوین و 300 کیلوولت بر سانتی‌متر است (مرجع 18). محدوده‌های دمایی زیر 10 کلوین در نظر گرفته نشدند زیرا هیسترزیس حرارتی PST MLC بین 5 تا 8 کلوین است. شناخت اثر مثبت گذارهای فاز بر بازده بسیار مهم است. در واقع، مقادیر بهینه η و ηr تقریباً همگی در دمای اولیه Ti = 25°C در شکل‌های 3a و 3b به دست می‌آیند. این به دلیل گذار فاز نزدیک زمانی است که هیچ میدانی اعمال نمی‌شود و دمای کوری TC در این MLCها حدود 20°C است (یادداشت تکمیلی 13).
a، b، بازده η و بازده نسبی چرخه اولسون (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot}} برای حداکثر الکتریکی توسط میدان 195 کیلوولت بر سانتی متر-1 و دماهای اولیه مختلف Ti، }}\,\)(b) برای MPC PST با ضخامت 0.5 میلی متر، بسته به بازه دمایی ΔTspan.
مشاهده اخیر دو پیامد مهم دارد: (1) هر چرخه مؤثر باید در دماهای بالاتر از TC شروع شود تا گذار فاز القا شده توسط میدان (از پاراالکتریک به فروالکتریک) رخ دهد؛ (2) این مواد در زمان‌های کارکرد نزدیک به TC کارآمدتر هستند. اگرچه راندمان‌های در مقیاس بزرگ در آزمایش‌های ما نشان داده شده است، اما محدوده دمایی محدود به دلیل حد کارنو (\(\Delta T/T\)) به ما اجازه دستیابی به راندمان‌های مطلق بزرگ را نمی‌دهد. با این حال، راندمان عالی نشان داده شده توسط این MLCهای PST، حرف اولسن را توجیه می‌کند که می‌گوید: "یک موتور ترموالکتریک احیاکننده ایده‌آل کلاس 20 که در دماهای بین 50 تا 250 درجه سانتیگراد کار می‌کند، می‌تواند راندمان 30٪ داشته باشد"17. برای رسیدن به این مقادیر و آزمایش این مفهوم، استفاده از PSTهای آلاییده شده با TCهای مختلف، همانطور که توسط شیبانوف و بورمن مطالعه شده است، مفید خواهد بود. آنها نشان دادند که TC در PST می‌تواند از 3 درجه سانتیگراد (آلایش Sb) تا 33 درجه سانتیگراد (آلایش Ti) 22 متغیر باشد. بنابراین، ما فرض می‌کنیم که نسل بعدی بازتولیدکننده‌های پیروالکتریک مبتنی بر MLCهای PST آلاییده شده یا سایر مواد با گذار فاز مرتبه اول قوی می‌توانند با بهترین برداشت‌کننده‌های توان رقابت کنند.
در این مطالعه، ما MLC های ساخته شده از PST را بررسی کردیم. این دستگاه‌ها شامل مجموعه‌ای از الکترودهای Pt و PST هستند که در آن‌ها چندین خازن به صورت موازی متصل شده‌اند. PST به این دلیل انتخاب شد که یک ماده EC عالی و بنابراین یک ماده NLP بالقوه عالی است. این ماده یک گذار فاز فروالکتریک-پاراالکتریک مرتبه اول تیز در حدود 20 درجه سانتیگراد از خود نشان می‌دهد، که نشان می‌دهد تغییرات آنتروپی آن مشابه تغییرات نشان داده شده در شکل 1 است. MLC های مشابه به طور کامل برای دستگاه‌های EC13،14 شرح داده شده‌اند. در این مطالعه، ما از MLC های 10.4 × 7.2 × 1 mm³ و 10.4 × 7.2 × 0.5 mm³ استفاده کردیم. MLC ها با ضخامت 1 میلی‌متر و 0.5 میلی‌متر به ترتیب از 19 و 9 لایه PST با ضخامت 38.6 میکرومتر ساخته شدند. در هر دو مورد، لایه داخلی PST بین الکترودهای پلاتین با ضخامت 2.05 میکرومتر قرار گرفت. طراحی این MLCها با فرض فعال بودن 55% از PSTها، مربوط به قسمت بین الکترودها (یادداشت تکمیلی 1) انجام شده است. مساحت الکترود فعال 48.7 میلی‌متر مربع بود (جدول تکمیلی 5). MLC PST با روش واکنش فاز جامد و ریخته‌گری تهیه شد. جزئیات فرآیند تهیه در مقاله قبلی 14 شرح داده شده است. یکی از تفاوت‌های بین PST MLC و مقاله قبلی، ترتیب جایگاه‌های B است که تأثیر زیادی بر عملکرد EC در PST دارد. ترتیب جایگاه‌های B در PST MLC، 0.75 است (یادداشت تکمیلی 2) که با تف‌جوشی در دمای 1400 درجه سانتیگراد و به دنبال آن آنیل صدها ساعته در دمای 1000 درجه سانتیگراد به دست می‌آید. برای اطلاعات بیشتر در مورد PST MLC، به یادداشت‌های تکمیلی 1-3 و جدول تکمیلی 5 مراجعه کنید.
مفهوم اصلی این مطالعه بر اساس چرخه اولسون (شکل 1) است. برای چنین چرخه‌ای، به یک مخزن گرم و سرد و یک منبع تغذیه با قابلیت نظارت و کنترل ولتاژ و جریان در ماژول‌های مختلف MLC نیاز داریم. این چرخه‌های مستقیم از دو پیکربندی مختلف استفاده کردند، یعنی (1) ماژول‌های Linkam که یک MLC متصل به منبع تغذیه Keithley 2410 را گرم و سرد می‌کنند، و (2) سه نمونه اولیه (HARV1، HARV2 و HARV3) به صورت موازی با همان انرژی منبع. در حالت دوم، از یک سیال دی‌الکتریک (روغن سیلیکون با ویسکوزیته 5 cP در دمای 25 درجه سانتیگراد، خریداری شده از سیگما آلدریچ) برای تبادل گرما بین دو مخزن (گرم و سرد) و MLC استفاده شد. مخزن حرارتی شامل یک ظرف شیشه‌ای پر از سیال دی‌الکتریک است که در بالای صفحه حرارتی قرار می‌گیرد. ذخیره‌سازی سرد شامل یک حمام آب با لوله‌های مایع حاوی سیال دی‌الکتریک در یک ظرف پلاستیکی بزرگ پر از آب و یخ است. دو شیر سه راهه (خریداری شده از Bio-Chem Fluidics) در هر انتهای کمباین قرار داده شد تا سیال به درستی از یک مخزن به مخزن دیگر منتقل شود (شکل 2a). برای اطمینان از تعادل حرارتی بین بسته PST-MLC و مایع خنک کننده، دوره چرخه تا زمانی که ترموکوپل‌های ورودی و خروجی (تا حد امکان نزدیک به بسته PST-MLC) دمای یکسانی را نشان دهند، تمدید شد. اسکریپت پایتون تمام ابزارها (مترهای منبع، پمپ‌ها، شیرها و ترموکوپل‌ها) را برای اجرای چرخه صحیح اولسون مدیریت و همگام‌سازی می‌کند، یعنی حلقه مایع خنک کننده پس از شارژ شدن متر منبع، شروع به چرخش در پشته PST می‌کند تا آنها در ولتاژ اعمال شده مورد نظر برای چرخه اولسون داده شده گرم شوند.
از طرف دیگر، ما این اندازه‌گیری‌های مستقیم انرژی جمع‌آوری‌شده را با روش‌های غیرمستقیم تأیید کرده‌ایم. این روش‌های غیرمستقیم مبتنی بر حلقه‌های میدان جابجایی الکتریکی (D) - 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 چه مقدار انرژی می‌تواند جمع‌آوری شود، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. 1b. این حلقه‌های DE همچنین با استفاده از کنتورهای منبع Keithley جمع‌آوری می‌شوند.
بیست و هشت PST MLC با ضخامت ۱ میلی‌متر در یک ساختار صفحه‌ای موازی ۴ ردیفی و ۷ ستونی مطابق با طراحی شرح داده شده در مرجع مونتاژ شدند. ۱۴. فاصله سیال بین ردیف‌های PST-MLC برابر با ۰.۷۵ میلی‌متر است. این امر با اضافه کردن نوارهایی از نوار دو طرفه به عنوان فاصله‌دهنده مایع در اطراف لبه‌های PST MLC حاصل می‌شود. PST MLC به صورت الکتریکی به صورت موازی با یک پل اپوکسی نقره‌ای در تماس با سیم‌های الکترود متصل شده است. پس از آن، سیم‌ها با رزین اپوکسی نقره به هر طرف ترمینال‌های الکترود برای اتصال به منبع تغذیه چسبانده شدند. در نهایت، کل ساختار را در شلنگ پلی اولفین قرار دهید. دومی به لوله سیال چسبانده می‌شود تا از آب‌بندی مناسب اطمینان حاصل شود. در نهایت، ترموکوپل‌های نوع K با ضخامت ۰.۲۵ میلی‌متر در هر انتهای ساختار PST-MLC تعبیه شدند تا دمای مایع ورودی و خروجی را کنترل کنند. برای انجام این کار، ابتدا باید شلنگ سوراخ شود. پس از نصب ترموکوپل، همان چسب قبلی را بین شلنگ ترموکوپل و سیم بمالید تا آب‌بندی دوباره برقرار شود.
هشت نمونه اولیه جداگانه ساخته شد که چهار نمونه از آنها دارای ۴۰ عدد PST MLC با ضخامت ۰.۵ میلی‌متر بودند که به صورت صفحات موازی با ۵ ستون و ۸ ردیف توزیع شده بودند و چهار نمونه باقیمانده هر کدام ۱۵ عدد PST MLC با ضخامت ۱ میلی‌متر داشتند که در ساختار صفحات موازی ۳ ستون × ۵ ردیف قرار داشتند. تعداد کل PLC های PST مورد استفاده ۲۲۰ عدد (۱۶۰ عدد با ضخامت ۰.۵ میلی‌متر و ۶۰ عدد PST MLC با ضخامت ۱ میلی‌متر) بود. ما این دو زیر واحد را HARV2_160 و HARV2_60 می‌نامیم. شکاف مایع در نمونه اولیه HARV2_160 شامل دو نوار دو طرفه با ضخامت ۰.۲۵ میلی‌متر و یک سیم با ضخامت ۰.۲۵ میلی‌متر بین آنها است. برای نمونه اولیه HARV2_60، همین روش را تکرار کردیم، اما با استفاده از سیم با ضخامت ۰.۳۸ میلی‌متر. برای تقارن، HARV2_160 و HARV2_60 مدارهای سیال، پمپ‌ها، شیرها و قسمت سرد مخصوص به خود را دارند (یادداشت تکمیلی 8). دو واحد HARV2 یک مخزن گرما، یک ظرف 3 لیتری (30 سانتی‌متر در 20 سانتی‌متر در 5 سانتی‌متر) را روی دو صفحه داغ با آهنرباهای چرخان به اشتراک می‌گذارند. هر هشت نمونه اولیه مجزا به صورت موازی به صورت الکتریکی متصل هستند. زیر واحدهای HARV2_160 و HARV2_60 به طور همزمان در چرخه اولسون کار می‌کنند و در نتیجه 11.2 ژول انرژی برداشت می‌کنند.
PST MLC با ضخامت 0.5 میلی‌متر را با نوار چسب دو طرفه و سیم در دو طرف، داخل شلنگ پلی‌اولفین قرار دهید تا فضایی برای جریان مایع ایجاد شود. به دلیل اندازه کوچک آن، نمونه اولیه در کنار شیر مخزن گرم یا سرد قرار داده شد و زمان چرخه به حداقل رسید.
در PST MLC، یک میدان الکتریکی ثابت با اعمال ولتاژ ثابت به شاخه گرمایش اعمال می‌شود. در نتیجه، یک جریان حرارتی منفی تولید و انرژی ذخیره می‌شود. پس از گرم کردن PST MLC، میدان حذف می‌شود (V = 0) و انرژی ذخیره شده در آن به شمارنده منبع بازگردانده می‌شود که مربوط به یک سهم دیگر از انرژی جمع‌آوری‌شده است. در نهایت، با اعمال ولتاژ V = 0، PST های MLC تا دمای اولیه خود خنک می‌شوند تا چرخه دوباره شروع شود. در این مرحله، انرژی جمع‌آوری نمی‌شود. ما چرخه اولسن را با استفاده از یک Keithley 2410 SourceMeter اجرا کردیم، PST MLC را از یک منبع ولتاژ شارژ کردیم و جریان را روی مقدار مناسب تنظیم کردیم تا نقاط کافی در طول مرحله شارژ برای محاسبات انرژی قابل اعتماد جمع‌آوری شوند.
در چرخه‌های استرلینگ، MLCهای PST در حالت منبع ولتاژ با مقدار اولیه میدان الکتریکی (ولتاژ اولیه Vi > 0)، جریان انطباق مطلوب به طوری که مرحله شارژ حدود 1 ثانیه طول بکشد (و نقاط کافی برای محاسبه قابل اعتماد انرژی جمع‌آوری شوند) و دمای سرد شارژ شدند. در چرخه‌های استرلینگ، MLCهای PST در حالت منبع ولتاژ با مقدار اولیه میدان الکتریکی (ولتاژ اولیه Vi > 0)، جریان انطباق مطلوب به طوری که مرحله شارژ حدود 1 ثانیه طول بکشد (و نقاط کافی برای محاسبه قابل اعتماد انرژی جمع‌آوری شوند) و دمای سرد شارژ شدند. در циклах Stirlinga PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном значении электрического поля (начальное напряжение Vi > 0)، желаемом податливом токе, так что этап зарядки около 1 с (и набирается достаточное количество точек для надежного расчета энергия) и холодная температура. در چرخه‌های استرلینگ PST MLC، آنها در حالت منبع ولتاژ در مقدار اولیه میدان الکتریکی (ولتاژ اولیه Vi > 0)، جریان بازده مورد نظر شارژ شدند، به طوری که مرحله شارژ حدود 1 ثانیه طول می‌کشد (و تعداد کافی از نقاط برای محاسبه انرژی قابل اعتماد جمع‌آوری می‌شوند) و دمای سرد.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。 در چرخه اصلی، PST MLC در حالت منبع ولتاژ با مقدار اولیه میدان الکتریکی (ولتاژ اولیه Vi > 0) شارژ می‌شود، به طوری که جریان انطباق مورد نیاز برای مرحله شارژ حدود 1 ثانیه طول می‌کشد (و ما نقاط کافی برای محاسبه قابل اعتماد (انرژی) و دمای پایین جمع‌آوری کردیم). در سیکل Stirlinga PST MLC заряжается в режиме источника напряжения со начальным значением электрического поля (начальное напряжение Vi > 0)، требуемый ток податливости таков, что этап зарядки занимает около 1 с (и набирается достаточное количество точек, чтобы надежно рассчитать энергию) و کم دما. در چرخه استرلینگ، PST MLC در حالت منبع ولتاژ با مقدار اولیه میدان الکتریکی (ولتاژ اولیه Vi > 0) شارژ می‌شود، جریان انطباق مورد نیاز به گونه‌ای است که مرحله شارژ حدود 1 ثانیه طول می‌کشد (و تعداد کافی از نقاط برای محاسبه قابل اعتماد انرژی جمع‌آوری می‌شوند) و دماهای پایین .قبل از اینکه PST MLC گرم شود، مدار را با اعمال جریان تطبیقی ​​I = 0 میلی‌آمپر باز کنید (حداقل جریان تطبیقی ​​که منبع اندازه‌گیری ما می‌تواند تحمل کند 10 نانوآمپر است). در نتیجه، یک بار در PST MJK باقی می‌ماند و ولتاژ با گرم شدن نمونه افزایش می‌یابد. هیچ انرژی در بازوی BC جمع‌آوری نمی‌شود زیرا I = 0 میلی‌آمپر است. پس از رسیدن به دمای بالا، ولتاژ در MLT FT افزایش می‌یابد (در برخی موارد بیش از 30 برابر، به شکل اضافی 7.2 مراجعه کنید)، MLK FT تخلیه می‌شود (V = 0) و انرژی الکتریکی در آنها به همان اندازه که بار اولیه هستند، ذخیره می‌شود. همان تطابق جریان به منبع-متر بازگردانده می‌شود. به دلیل افزایش ولتاژ، انرژی ذخیره شده در دمای بالا بیشتر از مقداری است که در ابتدای چرخه ارائه شده است. در نتیجه، انرژی با تبدیل گرما به برق به دست می‌آید.
ما از یک منبع‌سنج Keithley 2410 برای نظارت بر ولتاژ و جریان اعمال شده به PST MLC استفاده کردیم. انرژی مربوطه با انتگرال‌گیری از حاصلضرب ولتاژ و جریان خوانده شده توسط منبع‌سنج Keithley محاسبه می‌شود، \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\left(t\ right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\)، که در آن τ دوره تناوب است. در منحنی انرژی ما، مقادیر مثبت انرژی به معنای انرژی‌ای است که باید به MLC PST بدهیم و مقادیر منفی به معنای انرژی‌ای است که از آنها استخراج می‌کنیم و بنابراین انرژی دریافتی است. توان نسبی برای یک چرخه جمع‌آوری داده شده با تقسیم انرژی جمع‌آوری شده بر دوره τ کل چرخه تعیین می‌شود.
تمام داده‌ها در متن اصلی یا در اطلاعات تکمیلی ارائه شده‌اند. نامه‌ها و درخواست‌های مربوط به مطالب باید به منبع داده‌های AT یا ED ارائه شده در این مقاله ارجاع داده شوند.
آندو جونیور، اوهایو، ماران، ALO و هنائو، کارولینای شمالی مروری بر توسعه و کاربردهای ریزژنراتورهای ترموالکتریک برای برداشت انرژی. آندو جونیور، اوهایو، ماران، ALO و هنائو، کارولینای شمالی مروری بر توسعه و کاربردهای ریزژنراتورهای ترموالکتریک برای برداشت انرژی.آندو جونیور، اوهایو، ماران، ALO و هنائو، کارولینای شمالی. 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، NCآندو جونیور، اوهایو، ماران، ALO و هنائو، کارولینای شمالی در حال بررسی توسعه و کاربرد میکروژنراتورهای ترموالکتریک برای برداشت انرژی هستند.رزومه. پشتیبانی. ویرایش انرژی ۹۱، ۳۷۶–۳۹۳ (۲۰۱۸).
پولمن، آ.، نایت، م.، گارنت، ای. سی.، ارلر، ب. و سینک، دبلیو. سی. مواد فتوولتائیک: راندمان‌های فعلی و چالش‌های آینده. پولمن، آ.، نایت، م.، گارنت، ای. سی.، ارلر، ب. و سینک، دبلیو. سی. مواد فتوولتائیک: راندمان‌های فعلی و چالش‌های آینده.پولمن، آ.، نایت، م.، گارنت، ای. کی.، ارلر، ب. و سینک، وی. کی. مواد فتوولتائیک: عملکرد فعلی و چالش‌های 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。 پولمن، آ.، نایت، م.، گارنت، ای. سی.، ارلر، ب. و سینک، دبلیو. سی. مواد خورشیدی: راندمان فعلی و چالش‌های آینده.پولمن، آ.، نایت، م.، گارنت، ای. کی.، ارلر، ب. و سینک، وی. کی. مواد فتوولتائیک: عملکرد فعلی و چالش‌های آینده.ساینس ۳۵۲، aad4424 (۲۰۱۶).
سونگ، ک.، ژائو، ر.، وانگ، ز. ال. و یانگ، ی. اثر پیرو-پیزوالکتریک پیوندی برای حسگری همزمان دما و فشار با توان خودکار. سونگ، ک.، ژائو، ر.، وانگ، ز. ال. و یانگ، ی. اثر پیرو-پیزوالکتریک پیوسته برای حسگری همزمان دما و فشار با توان خودکار.سونگ کی.، ژائو آر.، وانگ زی‌ال و یان یو. اثر پیروپیزوالکتریک ترکیبی برای اندازه‌گیری همزمان و مستقل 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。 سونگ، ک.، ژائو، ر.، وانگ، ز. ال. و یانگ، ی. برای خود-توان‌بخشی همزمان با دما و فشار.سونگ کی.، ژائو آر.، وانگ زی‌ال و یان یو. اثر ترموپیزوالکتریک ترکیبی برای اندازه‌گیری همزمان و مستقل دما و فشار.به جلو. دانشگاه آلما ماتر ۳۱، ۱۹۰۲۸۳۱ (۲۰۱۹).
سبالد، جی.، پرووست، اس. و گایومار، دی. برداشت انرژی بر اساس چرخه‌های پیروالکتریک اریکسون در یک سرامیک فروالکتریک رلاکسور. سبالد، جی.، پرووست، اس. و گایومار، دی. برداشت انرژی بر اساس چرخه‌های پیروالکتریک اریکسون در یک سرامیک فروالکتریک رلاکسور.سبالد جی.، پرووست اس. و گایومار دی. برداشت انرژی بر اساس چرخه‌های پیروالکتریک اریکسون در سرامیک‌های فروالکتریک رلاکسور.سبالد جی.، پرووست اس. و گایومار دی. برداشت انرژی در سرامیک‌های فروالکتریک رلاکسور بر اساس چرخه پیروالکتریک اریکسون. Smart alma mater. structure. 17، 15012 (2007).
آلپای، اس پی، مانتسه، جی.، ترولیر-مکینستری، اس.، ژانگ، کیو. و واتمور، آر دبلیو. مواد الکتروکالریک و پیروالکتریک نسل بعدی برای تبدیل متقابل انرژی الکتروترمال حالت جامد. آلپای، اس پی، مانتسه، جی.، ترولیر-مکینستری، اس.، ژانگ، کیو. و واتمور، آر دبلیو. مواد الکتروکالریک و پیروالکتریک نسل بعدی برای تبدیل متقابل انرژی الکتروترمال حالت جامد. Alpay، SP، Mantese، J.، Trolier-Mckinstry، S.، Zhang، Q. & Whatmore، RW твердотельной электротермической энергии. آلپای، اس پی، مانتسه، جی.، ترولیر-مکینستری، اس.، ژانگ، کیو. و واتمور، آر دبلیو. نسل بعدی مواد الکتروکالریک و پیروالکتریک برای تبدیل متقابل انرژی الکتروترمال حالت جامد. Alpay، SP، Mantese، J.، Trolier-Mckinstry، S.، Zhang، Q. و Whatmore، RW آلپای، اس. پی.، مانتسه، جی.، ترولیر-مکینستری، اس.، ژانگ، کیو. و واتمور، آر. دبلیو. Alpay، SP، Mantese، J.، Trolier-Mckinstry، S.، Zhang، Q. & Whatmore، RW твердотельной электротермической энергии. آلپای، اس پی، مانتسه، جی.، ترولیر-مکینستری، اس.، ژانگ، کیو. و واتمور، آر دبلیو. نسل بعدی مواد الکتروکالریک و پیروالکتریک برای تبدیل متقابل انرژی الکتروترمال حالت جامد.لیدی بول. 39، 1099–1109 (2014).
ژانگ، ک.، وانگ، ی.، وانگ، ز. ال. و یانگ، ی. استاندارد و شاخص شایستگی برای تعیین کمیت عملکرد نانوژنراتورهای پیروالکتریک. ژانگ، ک.، وانگ، ی.، وانگ، ز. ال. و یانگ، ی. استاندارد و شاخص شایستگی برای تعیین کمیت عملکرد نانوژنراتورهای پیروالکتریک.ژانگ، ک.، وانگ، ی.، وانگ، ز. ال. و یانگ، یو. نمره استاندارد و کیفی برای تعیین کمیت عملکرد نانوژنراتورهای پیروالکتریک. 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.ژانگ، ک.، وانگ، ی.، وانگ، ز. ال. و یانگ، یو. معیارها و معیارهای عملکرد برای تعیین کمیت عملکرد یک نانوژنراتور پیروالکتریک.نانو انرژی 55، 534–540 (2019).
کراسلی، س.، نایر، ب.، واتمور، آر. دبلیو.، مویا، ایکس. و ماتور، ان. دی. چرخه‌های خنک‌سازی الکتروکالریک در تانتالات اسکاندیم سرب با بازسازی واقعی از طریق تغییرات میدانی. کراسلی، س.، نایر، ب.، واتمور، آر. دبلیو.، مویا، ایکس. و ماتور، ان. دی. چرخه‌های خنک‌سازی الکتروکالریک در تانتالات اسکاندیم سرب با بازسازی واقعی از طریق تغییرات میدانی.کراسلی، س.، نایر، ب.، واتمور، آر. دبلیو.، مویا، ایکس. و ماتور، ان. دی. چرخه‌های سرمایش الکتروکالریک در تانتالات سرب-اسکاندیوم با بازسازی واقعی از طریق 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. تانتالومکراسلی، س.، نایر، ب.، واتمور، آر. دبلیو.، مویا، ایکس. و ماتور، ان. دی.، یک چرخه خنک‌سازی الکتروترمال از تانتالات اسکاندیم-سرب برای بازسازی واقعی از طریق معکوس‌سازی میدان.فیزیک Rev. X 9، 41002 (2019).
مویا، ایکس.، کار-نارایان، اس. و ماتور، ان.دی. مواد کالریک نزدیک به گذارهای فاز فروئیک. مویا، ایکس.، کار-نارایان، اس. و ماتور، ان.دی. مواد کالریک نزدیک به گذارهای فاز فروئیک.مویا، ایکس.، کار-نارایان، اس. و ماتور، ان.دی. مواد کالریک نزدیک گذارهای فاز فرویدی. مویا، ایکس، کار-نارایان، اس و ماتور، ND 铁质相变附近的热量材料。 مویا، ایکس.، کار-نارایان، اس. و ماتور، ان.دی. مواد حرارتی نزدیک متالورژی آهنی.مویا، ایکس.، کار-نارایان، اس. و ماتور، ان.دی. مواد حرارتی نزدیک به گذارهای فاز آهن.نات آلما ماتر 13، 439-450 (2014).
مویا، ایکس. و ماتور، ان دی. مواد کالریک برای سرمایش و گرمایش. مویا، ایکس. و ماتور، ان دی. مواد کالریک برای سرمایش و گرمایش.مویا، ایکس. و ماتور، ان دی. مواد حرارتی برای سرمایش و گرمایش. مویا، ایکس و ماتور، ND 用于冷却和加热的热量材料。 مویا، ایکس. و ماتور، ان دی. مواد حرارتی برای سرمایش و گرمایش.مویا ایکس. و ماتور ان دی. مواد حرارتی برای سرمایش و گرمایش.ساینس ۳۷۰، ۷۹۷–۸۰۳ (۲۰۲۰).
Torelló، A. & Defay، E. خنک کننده های الکتروکالری: بررسی. Torelló، A. & Defay، E. خنک کننده های الکتروکالری: بررسی.تورلو، آ. و دیفای، ای. چیلرهای الکتروکالریک: یک بررسی. Torelló، A. & Defay، E. 电热冷却器：评论. Torelló، A. & Defay، E. 电热冷却器：评论.تورلو، آ. و دیفای، ای. خنک‌کننده‌های الکتروترمال: یک بررسی.پیشرفته. الکترونیک. دانشگاه آلما ماتر. 8. 2101031 (2022).
نوچوکگوه، وای. و همکاران. بهره‌وری انرژی عظیم مواد الکتروکالریک در اسکاندیم-اسکاندیم-سرب بسیار منظم. National Communication. 12، 3298 (2021).
نایر، ب. و همکاران. اثر الکتروترمال خازن‌های چندلایه اکسیدی در طیف وسیعی از دما زیاد است. نیچر ۵۷۵، ۴۶۸–۴۷۲ (۲۰۱۹).
تورلو، آ. و همکاران. محدوده دمایی وسیع در بازسازنده‌های الکتروترمال. ساینس ۳۷۰، ۱۲۵–۱۲۹ (۲۰۲۰).
وانگ، وای. و همکاران. سیستم خنک‌کننده الکتروترمال حالت جامد با کارایی بالا. مجله ساینس ۳۷۰، ۱۲۹–۱۳۳ (۲۰۲۰).
منگ، وای. و همکاران. دستگاه خنک‌کننده الکتروترمال آبشاری برای افزایش دمای زیاد. National Energy 5، 996–1002 (2020).
اولسن، آر.بی. و براون، دی.دی. تبدیل مستقیم گرما به انرژی الکتریکی با راندمان بالا، اندازه‌گیری‌های پیروالکتریک مرتبط. اولسن، آر.بی. و براون، دی.دی. تبدیل مستقیم گرما به انرژی الکتریکی با راندمان بالا، اندازه‌گیری‌های پیروالکتریک مرتبط.اولسن، آر.بی و براون، دی.دی. تبدیل مستقیم و بسیار کارآمد گرما به انرژی الکتریکی 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، آر.بی. و براون، دی.دی.اولسن، آر.بی و براون، دی.دی. تبدیل مستقیم و کارآمد گرما به الکتریسیته مرتبط با اندازه‌گیری‌های پیروالکتریک.فروالکتریک‌ها ۴۰، ۱۷–۲۷ (۱۹۸۲).
پاندیا، اس. و همکاران. چگالی انرژی و توان در لایه‌های نازک فروالکتریک ریلکسور. دانشگاه ملی آلما. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
اسمیت، ای. ان. و هانراهان، بی. ام. تبدیل پیروالکتریک آبشاری: بهینه‌سازی گذار فاز فروالکتریک و تلفات الکتریکی. اسمیت، ای. ان. و هانراهان، بی. ام. تبدیل پیروالکتریک آبشاری: بهینه‌سازی گذار فاز فروالکتریک و تلفات الکتریکی.اسمیت، ای. ان. و هانراهان، بی. ام. تبدیل آبشاری پیروالکتریک: گذار 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، ای. ان. و هانراهان، بی. ام.اسمیت، ای. ان. و هانراهان، بی. ام. تبدیل آبشاری پیروالکتریک: بهینه‌سازی گذارهای فاز فروالکتریک و تلفات الکتریکی.مجله فیزیک کاربردی. 128، 24103 (2020).
هوچ، اس آر. استفاده از مواد فروالکتریک برای تبدیل انرژی حرارتی به الکتریسیته. فرآیند. IEEE 51، 838–845 (1963).
اولسن، آر.بی، برونو، دی.ای، بریسکو، جی.ام و دولیا، جی. مبدل انرژی پیروالکتریک آبشاری. اولسن، آر.بی، برونو، دی.ای، بریسکو، جی.ام و دولیا، جی. مبدل انرژی پیروالکتریک آبشاری.اولسن، آر.بی.، برونو، دی.ای.، بریسکو، جی.ام. و دولیا، جی. مبدل توان پیروالکتریک آبشاری. اولسن، آر. اولسن، آر.اولسن، آر.بی.، برونو، دی.ای.، بریسکو، جی.ام. و دولیا، جی. مبدل‌های توان پیروالکتریک آبشاری.فروالکتریک‌ها ۵۹، ۲۰۵–۲۱۹ (۱۹۸۴).
شیبانوف، ل. و بورمن، ک. در مورد محلول‌های جامد سرب-اسکاندیوم تانتالات با اثر الکتروکالریک بالا. شیبانوف، ل. و بورمن، ک. در مورد محلول‌های جامد سرب-اسکاندیوم تانتالات با اثر الکتروکالریک بالا.شیبانوف ل. و بورمن ک. در مورد محلول‌های جامد تانتالات سرب-اسکاندیوم با اثر الکتروکالریک بالا. Shebanov، L. & Borman، K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体. شیبانوف، ل. و بورمن، ک.شیبانوف ل. و بورمن ک. در مورد محلول‌های جامد اسکاندیم-سرب-اسکاندیم با اثر الکتروکالریک بالا.فروالکتریک‌ها ۱۲۷، ۱۴۳–۱۴۸ (۱۹۹۲).
از N. Furusawa، Y. Inoue و K. Honda برای کمکشان در ایجاد MLC. PL، AT، YN، AA، JL، UP، VK، OB و ED تشکر می‌کنیم. از بنیاد ملی تحقیقات 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 سپاسگزاریم.
گروه تحقیقات و فناوری مواد، موسسه فناوری لوکزامبورگ (LIST)، بلووار، لوکزامبورگ