ელექტროენერგიის მდგრადი წყაროების შეთავაზება ამ საუკუნის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოწვევაა. კვლევის სფეროები ენერგიის მოსაპოვებელ მასალებში გამომდინარეობს ამ მოტივიდან, მათ შორის თერმოელექტრო1, ფოტოელექტრული2 და თერმოფოტოელექტროსადგურები3. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ არ გვაქვს მასალები და მოწყობილობები, რომლებსაც შეუძლიათ ენერგიის დაგროვება ჯოულის დიაპაზონში, პიროელექტრული მასალები, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტროენერგიის გადაქცევა პერიოდულ ტემპერატურულ ცვლილებებად, ითვლება სენსორებად4 და ენერგოკრეფებად5,6,7. აქ ჩვენ შევქმენით მაკროსკოპული თერმული ენერგიის ამომყვანი მრავალშრიანი კონდენსატორის სახით, რომელიც დამზადებულია 42 გრამი ტყვიის სკანდიუმის ტანტალატისაგან, რომელიც აწარმოებს 11,2 ჯ ელექტრო ენერგიას თერმოდინამიკურ ციკლზე. თითოეულ პიროელექტრო მოდულს შეუძლია გამოიმუშაოს ელექტრული ენერგიის სიმკვრივე 4,43 J სმ-3 ციკლზე. ჩვენ ასევე ვაჩვენებთ, რომ ორი ასეთი მოდული, რომელთა წონაა 0,3 გ, საკმარისია ავტონომიური ენერგიის ამომყვანების განუწყვეტლივ გასააქტიურებლად ჩაშენებული მიკროკონტროლერებით და ტემპერატურის სენსორებით. და ბოლოს, ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ 10 K ტემპერატურის დიაპაზონისთვის, ამ მრავალშრიანი კონდენსატორებს შეუძლიათ მიაღწიონ კარნოს 40%-იან ეფექტურობას. ეს თვისებები განპირობებულია (1) ფეროელექტრული ფაზის ცვლილება მაღალი ეფექტურობისთვის, (2) დაბალი გაჟონვის დენი დანაკარგების თავიდან ასაცილებლად და (3) მაღალი ავარიული ძაბვა. ეს მაკროსკოპული, მასშტაბირებადი და ეფექტური პიროელექტრული დენის კომბაინი ხელახლა წარმოიდგენს თერმოელექტრული ენერგიის გამომუშავებას.
თერმოელექტრული მასალებისთვის საჭირო სივრცითი ტემპერატურულ გრადიენტთან შედარებით, თერმოელექტრული მასალების ენერგიის მოპოვება მოითხოვს ტემპერატურის ციკლს დროთა განმავლობაში. ეს ნიშნავს თერმოდინამიკურ ციკლს, რომელიც საუკეთესოდ არის აღწერილი ენტროპიის (S)-ტემპერატურის (T) დიაგრამით. სურათი 1a გვიჩვენებს არაწრფივი პიროელექტრული (NLP) მასალის ტიპიურ ST დიაგრამას, რომელიც ასახავს ველზე ორიენტირებულ ფეროელექტრო-პარაელექტრიკულ ფაზურ გადასვლას სკანდიუმის ტყვიის ტანტალატში (PST). ST დიაგრამაზე ციკლის ლურჯი და მწვანე მონაკვეთები შეესაბამება გარდაქმნილ ელექტრო ენერგიას ოლსონის ციკლში (ორი იზოთერმული და ორი იზოპოლური მონაკვეთი). აქ განვიხილავთ ორ ციკლს ერთი და იგივე ელექტრული ველის ცვლილებით (ველის ჩართვა და გამორთვა) და ტემპერატურის ცვლილება ΔT, თუმცა განსხვავებული საწყისი ტემპერატურით. მწვანე ციკლი არ მდებარეობს ფაზის გარდამავალ რეგიონში და, შესაბამისად, აქვს გაცილებით მცირე ფართობი, ვიდრე ლურჯ ციკლს, რომელიც მდებარეობს ფაზის გარდამავალ რეგიონში. ST დიაგრამაში რაც უფრო დიდია ფართობი, მით მეტია შეგროვებული ენერგია. ამიტომ, ფაზის გადასვლამ მეტი ენერგია უნდა შეაგროვოს. დიდი ფართობის ველოსიპედის საჭიროება NLP-ში ძალიან ჰგავს ელექტროთერმული აპლიკაციების საჭიროებას9, 10, 11, 12, სადაც PST მრავალშრიანი კონდენსატორები (MLC) და PVDF-ზე დაფუძნებული ტერპოლიმერები ახლახან აჩვენეს შესანიშნავი საპირისპირო მოქმედება. გაგრილების მუშაობის სტატუსი 13,14,15,16 ციკლში. აქედან გამომდინარე, ჩვენ გამოვავლინეთ PST MLC, რომლებიც საინტერესოა თერმული ენერგიის მოსავლისთვის. ეს ნიმუშები სრულად არის აღწერილი მეთოდებში და ხასიათდება დამატებით შენიშვნებში 1 (სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპია), 2 (რენტგენის დიფრაქცია) და 3 (კალორიმეტრია).
a, ენტროპიის (S)-ტემპერატურის (T) ნაკვეთის ესკიზი ელექტრული ველით ჩართული და გამორთული, რომელიც გამოიყენება NLP მასალებზე, რომლებიც აჩვენებს ფაზურ გადასვლებს. ენერგიის შეგროვების ორი ციკლი ნაჩვენებია ორ სხვადასხვა ტემპერატურულ ზონაში. ლურჯი და მწვანე ციკლები ხდება ფაზური გადასვლის შიგნით და გარეთ, შესაბამისად და მთავრდება ზედაპირის ძალიან განსხვავებულ რეგიონებში. b, ორი DE PST MLC ერთპოლარული რგოლი, 1 მმ სისქით, გაზომილი 0-დან 155 კვ სმ-1-მდე 20 °C-ზე და 90 °C-ზე, შესაბამისად, და შესაბამისი ოლსენის ციკლები. ასო ABCD აღნიშნავს ოლსონის ციკლის სხვადასხვა მდგომარეობას. AB: MLCs დამუხტული იყო 155 კვ სმ-1 20°C-ზე. BC: MLC შენარჩუნებული იყო 155 კვ სმ-1-ზე და ტემპერატურა გაიზარდა 90 °C-მდე. CD: MLC იხსნება 90°C-ზე. DA: MLC გაცივდა 20°C-მდე ნულოვან ველში. ლურჯი ზონა შეესაბამება ციკლის დასაწყებად საჭირო შეყვანის სიმძლავრეს. ნარინჯისფერი ფართობი არის ერთ ციკლში შეგროვებული ენერგია. c, ზედა პანელი, ძაბვა (შავი) და დენი (წითელი) დროის წინააღმდეგ, თვალყურის დევნება იმავე Olson ციკლის განმავლობაში, როგორც b. ორი ჩანართი წარმოადგენს ძაბვისა და დენის გაძლიერებას ციკლის საკვანძო წერტილებში. ქვედა პანელში ყვითელი და მწვანე მრუდები წარმოადგენს შესაბამის ტემპერატურულ და ენერგეტიკულ მრუდებს, შესაბამისად, 1 მმ სისქის MLC-სთვის. ენერგია გამოითვლება დენის და ძაბვის მრუდებით ზედა პანელზე. უარყოფითი ენერგია შეესაბამება შეგროვებულ ენერგიას. ოთხ ფიგურაში დიდი ასოების შესაბამისი ნაბიჯები იგივეა რაც ოლსონის ციკლში. ციკლი AB'CD შეესაბამება სტერლინგის ციკლს (დამატებითი შენიშვნა 7).
სადაც E და D არის ელექტრული ველი და ელექტრული გადაადგილების ველი, შესაბამისად. Nd შეიძლება მიღებულ იქნას არაპირდაპირი გზით DE სქემიდან (ნახ. 1b) ან პირდაპირ თერმოდინამიკური ციკლის დაწყებით. ყველაზე სასარგებლო მეთოდები აღწერილი იყო ოლსენის მიერ 1980-იან წლებში პიროელექტრული ენერგიის შეგროვების პიონერულ ნაშრომში17.
ნახ. 1b გვიჩვენებს 1 მმ სისქის PST-MLC ნიმუშების ორ მონოპოლარულ DE მარყუჟს, რომლებიც აწყობილია 20 °C და 90 °C, შესაბამისად, 0-დან 155 კვ სმ-1 (600 ვ) დიაპაზონში. ეს ორი ციკლი შეიძლება გამოყენებულ იქნას 1a სურათზე ნაჩვენები ოლსონის ციკლის მიერ შეგროვებული ენერგიის ირიბად გამოსათვლელად. სინამდვილეში, ოლსენის ციკლი შედგება ორი იზოველის ტოტისაგან (აქ ნულოვანი ველი DA განშტოებაში და 155 კვ სმ-1 BC ფილიალში) და ორი იზოთერმული ტოტისაგან (აქ 20°С და 20°С AB განშტოებაში) . C CD ტოტში) ციკლის დროს შეგროვებული ენერგია შეესაბამება ნარინჯისფერ და ლურჯ რეგიონებს (EdD ინტეგრალი). შეგროვებული ენერგია Nd არის სხვაობა შემავალ და გამომავალ ენერგიას შორის, ანუ მხოლოდ ნარინჯისფერი ფართობი ნახ. 1ბ. ეს კონკრეტული ოლსონის ციკლი იძლევა Nd ენერგიის სიმკვრივეს 1,78 J სმ-3. სტერლინგის ციკლი არის ოლსონის ციკლის ალტერნატივა (დამატებითი შენიშვნა 7). იმის გამო, რომ მუდმივი დამუხტვის ეტაპი (ღია წრე) უფრო ადვილად მიიღწევა, ენერგიის სიმკვრივე, რომელიც ამოღებულია ნახ. 1b-დან (ციკლი AB'CD) აღწევს 1,25 J სმ-3. ეს არის ოლსონის ციკლის შეგროვების მხოლოდ 70%, მაგრამ მარტივი მოსავლის აღჭურვილობით ამას აკეთებს.
გარდა ამისა, ჩვენ პირდაპირ გავზომეთ ოლსონის ციკლის დროს შეგროვებული ენერგია PST MLC-ის ენერგიით ლინკამის ტემპერატურის კონტროლის საფეხურის და წყაროს მრიცხველის (მეთოდის) გამოყენებით. ნახაზი 1c ზედა და შესაბამის ჩასართებში გვიჩვენებს დენს (წითელი) და ძაბვის (შავი) შეგროვებული იმავე 1 მმ სისქის PST MLC-ზე, როგორც DE მარყუჟისთვის, რომელიც გადის იმავე ოლსონის ციკლში. დენი და ძაბვა შესაძლებელს ხდის შეგროვებული ენერგიის გამოთვლას, ხოლო მრუდები ნაჩვენებია ნახ. 1c, ქვედა (მწვანე) და ტემპერატურა (ყვითელი) მთელი ციკლის განმავლობაში. ასოები ABCD წარმოადგენს იგივე Olson ციკლს ნახ. 1-ში. MLC დამუხტვა ხდება AB ფეხის დროს და ხორციელდება დაბალ დენზე (200 μA), ასე რომ SourceMeter-ს შეუძლია სწორად აკონტროლოს დატენვა. ამ მუდმივი საწყისი დენის შედეგია ის, რომ ძაბვის მრუდი (შავი მრუდი) არ არის წრფივი პოტენციალის არაწრფივი გადაადგილების ველის D PST (ნახ. 1c, ზედა ჩასმა). დამუხტვის ბოლოს MLC-ში (პუნქტი B) ინახება 30 მჯ ელექტროენერგია. შემდეგ MLC თბება და წარმოიქმნება უარყოფითი დენი (და შესაბამისად უარყოფითი დენი), ხოლო ძაბვა რჩება 600 ვ. აწარმოებს წრედში 35 მჯ ელექტრო სიმძლავრეს ამ იზოველის დროს (მეორე ჩასმა სურ. 1c, ზედა). ძაბვა MLC-ზე (ფილიალის CD) შემდეგ მცირდება, რაც იწვევს დამატებით 60 მჯ ელექტრო მუშაობას. ჯამური გამომავალი ენერგიაა 95 მჯ. შეგროვებული ენერგია არის სხვაობა შემავალ და გამომავალ ენერგიას შორის, რომელიც იძლევა 95 – 30 = 65 მჯ. ეს შეესაბამება ენერგიის სიმკვრივეს 1,84 J სმ-3, რომელიც ძალიან ახლოსაა DE რგოლიდან გამოტანილ Nd-თან. ამ ოლსონის ციკლის განმეორებადობა ფართოდ იქნა გამოცდილი (დამატებითი შენიშვნა 4). ძაბვისა და ტემპერატურის შემდგომი გაზრდით, ჩვენ მივაღწიეთ 4,43 J სმ-3 Olsen-ის ციკლების გამოყენებით 0,5 მმ სისქის PST MLC-ში 750 ვ (195 კვ სმ-1) და 175 °C ტემპერატურის დიაპაზონში (დამატებითი შენიშვნა 5). ეს ოთხჯერ აღემატება ლიტერატურაში მოხსენებულ საუკეთესო შესრულებას პირდაპირი Olson ციკლებისთვის და მიღებული იყო Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1.06 J სმ-3)18 (სმ) თხელ ფენებზე. ცხრილი 1 ლიტერატურაში მეტი მნიშვნელობისთვის). ეს შესრულება მიღწეულია ამ MLC-ების ძალიან დაბალი გაჟონვის დენის გამო (<10−7 A 750 V და 180 °C, დეტალები იხილეთ დამატებით შენიშვნა 6-ში) - გადამწყვეტი პუნქტი, რომელიც ნახსენებია სმიტისა და სხვების მიერ, განსხვავებით. წინა კვლევებში გამოყენებულ მასალებს17,20. ეს შესრულება მიღწეულია ამ MLC-ების ძალიან დაბალი გაჟონვის დენის გამო (<10−7 A 750 V და 180 °C, დეტალები იხილეთ დამატებით შენიშვნა 6-ში) - გადამწყვეტი პუნქტი, რომელიც ნახსენებია სმიტისა და სხვების მიერ, განსხვავებით. წინა კვლევებში გამოყენებულ მასალებს17,20. Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих MLC (<10–7 А при 750 В и 180 °C, см. подробности в дополнительном примечании 6) — კრიტიკული მომენტი, Спомянуты. 19 — в отличие от к материјалам, использованным в более ранних исследованиях17,20. ეს მახასიათებლები მიღწეული იქნა ამ MLC-ების ძალიან დაბალი გაჟონვის დენის გამო (<10–7 A 750 V და 180 °C, იხილეთ დამატებითი შენიშვნა 6 დეტალებისთვის) – კრიტიკული წერტილი ნახსენები სმიტისა და სხვების მიერ. 19 – წინა კვლევებში გამოყენებული მასალებისგან განსხვავებით17,20.由于这些MLC 的泄漏电流非常低（在750 V 和180 °C 时<10-7 A，请参见补充说明6等人19 提到的关键点——相比之下，已经达到了这种性能到早期研究中使用的材料17,20.由于 这些 mlc 的 泄漏 非常 （在 在 在 750 V 和 180 ° C 时 <10-7 A ， 参见 补兎 诡）））） - 等 人 19 提到 关键 关键 点 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之之下 相比之乸下 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 相比之丈之下到早期研究中使用的材料17.20. Поскольку ток утечки этих MLC очень низкий (<10–7 А при 750 В и 180 °C, см. подробности в дополнительном примечании 6) — საკვანძო მომენტი, უпомянутый Смитом и др. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики. ვინაიდან ამ MLC-ების გაჟონვის დენი ძალიან დაბალია (<10–7 A 750 V და 180 °C, იხილეთ დამატებითი შენიშვნა 6 დეტალებისთვის) – საკვანძო პუნქტი, რომელიც ნახსენებია სმიტისა და სხვების მიერ. 19 – შედარებისთვის, ეს სპექტაკლები მიღწეულია.ადრე კვლევებში გამოყენებულ მასალებს 17,20.
იგივე პირობები (600 V, 20–90 °C) გამოიყენება სტერლინგის ციკლზე (დამატებითი შენიშვნა 7). როგორც მოსალოდნელი იყო DE ციკლის შედეგებიდან, გამოსავლიანობა იყო 41.0 მჯ. სტერლინგის ციკლების ერთ-ერთი ყველაზე თვალსაჩინო მახასიათებელია მათი უნარი, გააძლიერონ საწყისი ძაბვა თერმოელექტრული ეფექტის მეშვეობით. ჩვენ დავაკვირდით ძაბვის მომატებას 39-მდე (საწყისი ძაბვის 15 V-დან ბოლო ძაბვამდე 590 V-მდე, იხ. დამატებითი ნახ. 7.2).
ამ MLC-ების კიდევ ერთი გამორჩეული თვისება არის ის, რომ ისინი მაკროსკოპული ობიექტებია, საკმარისად დიდი, რათა შეაგროვონ ენერგია ჯოულის დიაპაზონში. აქედან გამომდინარე, ჩვენ ავაშენეთ პროტოტიპის კომბაინი (HARV1) 28 MLC PST 1 მმ სისქის გამოყენებით, იგივე პარალელური ფირფიტის დიზაინის მიხედვით, რომელიც აღწერილია Torello et al.14, 7×4 მატრიცაში, როგორც ნაჩვენებია ნახაზზე. სითბოს მატარებელი დიელექტრიკული სითხე მანიფოლდი გადაადგილებულია პერისტალტიკური ტუმბოს მიერ ორ რეზერვუარს შორის, სადაც სითხის ტემპერატურა მუდმივია (მეთოდი). შეაგროვეთ 3,1 J-მდე ოლსონის ციკლის გამოყენებით, რომელიც აღწერილია ნახ. 2a, იზოთერმული რეგიონები 10°C და 125°C და იზოველის რეგიონები 0 და 750 ვ (195 კვ სმ-1). ეს შეესაბამება ენერგიის სიმკვრივეს 3,14 J სმ-3. ამ კომბაინის გამოყენებით გაზომვები გაკეთდა სხვადასხვა პირობებში (ნახ. 2ბ). გაითვალისწინეთ, რომ 1,8 ჯ მიიღეს ტემპერატურულ დიაპაზონში 80 °C და ძაბვა 600 ვ (155 კვ სმ-1). ეს კარგად შეესაბამება ადრე ნახსენებ 65 მჯ-ს 1 მმ სისქის PST MLC-სთვის იმავე პირობებში (28 × 65 = 1820 მჯ).
a, აწყობილი HARV1 პროტოტიპის ექსპერიმენტული დაყენება, რომელიც დაფუძნებულია 28 MLC PST-ზე 1 მმ სისქის (4 მწკრივი × 7 სვეტი), რომელიც მუშაობს Olson ციკლებზე. ოთხი ციკლიდან თითოეული საფეხურისთვის, ტემპერატურა და ძაბვა მოცემულია პროტოტიპში. კომპიუტერი მართავს პერისტალტიკურ ტუმბოს, რომელიც ცირკულირებს დიელექტრიკულ სითხეს ცივ და ცხელ რეზერვუარებს, ორ სარქველსა და დენის წყაროს შორის. კომპიუტერი ასევე იყენებს თერმოწყვილებს პროტოტიპისთვის მიწოდებული ძაბვისა და დენის შესახებ მონაცემების შესაგროვებლად და ელექტრომომარაგებიდან კომბაინის ტემპერატურის შესახებ. b, ენერგია (ფერი) შეგროვებული ჩვენი 4×7 MLC პროტოტიპის მიერ ტემპერატურის დიაპაზონის (X-ღერძი) და ძაბვის (Y-ღერძი) სხვადასხვა ექსპერიმენტებში.
მოსავლის აღების უფრო დიდი ვერსია (HARV2) 60 PST MLC 1 მმ სისქით და 160 PST MLC 0.5 მმ სისქით (41.7 გ აქტიური პიროელექტრული მასალა) მისცა 11.2 J (დამატებითი შენიშვნა 8). 1984 წელს ოლსენმა დაამზადა ენერგიის შემგროვებელი 317 გ კალის დოპირებული Pb(Zr,Ti)O3 ნაერთის საფუძველზე, რომელსაც შეუძლია გამოიმუშაოს 6,23 J ელექტროენერგია დაახლოებით 150 °C ტემპერატურაზე (იხ. 21). ამ კომბინირებისთვის, ეს არის ერთადერთი სხვა მნიშვნელობა, რომელიც ხელმისაწვდომია ჯოულის დიაპაზონში. მან მიიღო ჩვენს მიერ მიღწეული ღირებულების ნახევარზე მეტი და თითქმის შვიდჯერ მეტი ხარისხი. ეს ნიშნავს, რომ HARV2-ის ენერგიის სიმკვრივე 13-ჯერ მეტია.
HARV1 ციკლის პერიოდი 57 წამია. ამან გამოიმუშავა 54 მვტ სიმძლავრე 1 მმ სისქის MLC კომპლექტების 7 სვეტის 4 მწკრივით. ერთი ნაბიჯით წინ გადადგმული ნაბიჯით, ჩვენ ავაშენეთ მესამე კომბაინი (HARV3) 0.5 მმ სისქის PST MLC-ით და HARV1-ისა და HARV2-ის მსგავსი დაყენებით (დამატებითი შენიშვნა 9). ჩვენ გავზომეთ თერმიზაციის დრო 12,5 წამი. ეს შეესაბამება ციკლის დროს 25 წმ (დამატებითი სურ. 9). შეგროვებული ენერგია (47 მჯ) იძლევა ელექტრულ სიმძლავრეს 1,95 მვტ თითო MLC-ზე, რაც თავის მხრივ საშუალებას გვაძლევს წარმოვიდგინოთ, რომ HARV2 აწარმოებს 0,55 ვტ (დაახლოებით 1,95 მვტ × 280 PST MLC 0,5 მმ სისქის). გარდა ამისა, ჩვენ მოვახდინეთ სითბოს გადაცემის სიმულაცია სასრულ ელემენტების სიმულაციის გამოყენებით (COMSOL, დამატებითი შენიშვნა 10 და დამატებითი ცხრილები 2–4) HARV1 ექსპერიმენტების შესაბამისი. სასრული ელემენტების მოდელირებამ შესაძლებელი გახადა სიმძლავრის მნიშვნელობების პროგნოზირება თითქმის უფრო მაღალი სიდიდის ბრძანებით (430 მვტ) იმავე რაოდენობის PST სვეტებისთვის MLC-ის 0.2 მმ-მდე გათხელებით, გამაგრილებლის სახით წყლის გამოყენებით და მატრიცის 7 მწკრივზე აღდგენით. . × 4 სვეტი (გარდა ამისა, იყო 960 მვტ, როდესაც ავზი იყო კომბაინის გვერდით, დამატებითი სურ. 10b).
ამ კოლექტორის სარგებლიანობის საჩვენებლად, სტერლინგის ციკლი გამოიყენეს ცალკეულ დემონსტრატორზე, რომელიც შედგებოდა მხოლოდ ორი 0.5 მმ სისქის PST MLC-ისგან, როგორც სითბოს კოლექტორები, მაღალი ძაბვის გადამრთველი, დაბალი ძაბვის გადამრთველი შესანახი კონდენსატორით, DC/DC გადამყვანი. , დაბალი სიმძლავრის მიკროკონტროლერი, ორი თერმოწყვილი და გამაძლიერებელი გადამყვანი (დამატებითი შენიშვნა 11). წრე მოითხოვს შესანახი კონდენსატორის თავდაპირველად დამუხტვას 9 ვ-ზე და შემდეგ იმუშაოს დამოუკიდებლად, ხოლო ორი MLC-ის ტემპერატურა მერყეობს -5°C-დან 85°C-მდე, აქ 160 წამის ციკლში (რამდენიმე ციკლი ნაჩვენებია დამატებით შენიშვნაში 11). . აღსანიშნავია, რომ ორ MLC-ს, რომელთა წონა მხოლოდ 0,3 გ-ს შეუძლია, დამოუკიდებლად აკონტროლოს ეს დიდი სისტემა. კიდევ ერთი საინტერესო მახასიათებელია ის, რომ დაბალი ძაბვის გადამყვანს შეუძლია 400 ვ 10-15 ვ ძაბვის გადაქცევა 79% ეფექტურობით (დამატებითი შენიშვნა 11 და დამატებითი სურათი 11.3).
საბოლოოდ, ჩვენ შევაფასეთ ამ MLC მოდულების ეფექტურობა თერმული ენერგიის ელექტრო ენერგიად გადაქცევაში. ეფექტურობის ხარისხის ფაქტორი η განისაზღვრება, როგორც შეგროვებული ელექტრული ენერგიის სიმკვრივის თანაფარდობა Nd მიწოდებული სითბოს სიმკვრივესთან (დამატებითი შენიშვნა 12):
ნახატები 3a,b გვიჩვენებს ოლსენის ციკლის ეფექტურობას η და პროპორციულ ეფექტურობას ηr, შესაბამისად, 0.5 მმ სისქის PST MLC-ის ტემპერატურის დიაპაზონის ფუნქცია. მონაცემთა ორივე ნაკრები მოცემულია 195 კვ სმ-1 ელექტრული ველისთვის. \(\this\) ეფექტურობა აღწევს 1,43%, რაც უდრის ηr-ის 18%-ს. თუმცა, 10 K ტემპერატურის დიაპაზონისთვის 25 °C-დან 35 °C-მდე, ηr აღწევს 40%-მდე მნიშვნელობებს (ლურჯი მრუდი ნახ. 3b). ეს ორჯერ აღემატება ცნობილ მნიშვნელობას NLP მასალებისთვის, რომლებიც ჩაწერილია PMN-PT ფილმებში (ηr = 19%) ტემპერატურულ დიაპაზონში 10 K და 300 კვ სმ-1 (შესახ. 18). ტემპერატურული დიაპაზონი 10 კ-ზე ქვემოთ არ იყო გათვალისწინებული, რადგან PST MLC-ის თერმული ჰისტერეზი არის 5-დან 8 კ-მდე. ფაზური გადასვლების დადებითი ეფექტის აღიარება ეფექტურობაზე გადამწყვეტია. სინამდვილეში, η და ηr-ის ოპტიმალური მნიშვნელობები თითქმის ყველა მიიღება საწყის ტემპერატურაზე Ti = 25°C ნახ. 3a,b. ეს გამოწვეულია მჭიდრო ფაზის გადასვლით, როდესაც არ არის გამოყენებული ველი და Curie ტემპერატურა TC არის დაახლოებით 20 °C ამ MLC-ებში (დამატებითი შენიშვნა 13).
a,b, ეფექტურობა η და ოლსონის ციკლის პროპორციული ეფექტურობა (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot} } მაქსიმალური ელექტრული ველისთვის 195 კვ სმ-1 და განსხვავებული საწყისი ტემპერატურისთვის Ti, }}\,\)(b) MPC PST 0,5 მმ სისქისთვის, ტემპერატურული ინტერვალის ΔTspan.
ამ უკანასკნელ დაკვირვებას აქვს ორი მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა: (1) ნებისმიერი ეფექტური ველოსიპედი უნდა დაიწყოს TC-ზე მაღლა ტემპერატურებზე, რათა მოხდეს ველით გამოწვეული ფაზის გადასვლა (პარაელექტრულიდან ფეროელექტრიკულზე); (2) ეს მასალები უფრო ეფექტურია TC-თან ახლოს მუშაობის დროს. მიუხედავად იმისა, რომ ფართომასშტაბიანი ეფექტურობა ნაჩვენებია ჩვენს ექსპერიმენტებში, შეზღუდული ტემპერატურის დიაპაზონი არ გვაძლევს საშუალებას მივაღწიოთ დიდ აბსოლუტურ ეფექტურობას კარნოს ლიმიტის გამო (\(\Delta T/T\)). თუმცა, ამ PST MLC-ების მიერ ნაჩვენები შესანიშნავი ეფექტურობა ამართლებს ოლსენს, როდესაც ის აღნიშნავს, რომ „იდეალური კლასის 20 რეგენერაციული თერმოელექტრული ძრავა, რომელიც მუშაობს 50 °C-დან 250 °C-მდე ტემპერატურაზე, შეიძლება ჰქონდეს 30% ეფექტურობა“17. ამ მნიშვნელობების მისაღწევად და კონცეფციის შესამოწმებლად, სასარგებლო იქნებოდა დოპირებული PST-ების გამოყენება სხვადასხვა TC-ებით, როგორც ეს შეიბანოვის და ბორმანის მიერ იქნა შესწავლილი. მათ აჩვენეს, რომ TC PST-ში შეიძლება განსხვავდებოდეს 3°C-დან (Sb დოპინგი) 33°C-მდე (Ti დოპინგი) 22 . აქედან გამომდინარე, ჩვენ ვარაუდობთ, რომ შემდეგი თაობის პიროელექტრული რეგენერატორები, რომლებიც დაფუძნებულია დოპირებული PST MLC-ებზე ან სხვა მასალებზე, რომლებსაც აქვთ ძლიერი პირველი რიგის ფაზაში გადასვლა, შეუძლიათ კონკურენცია გაუწიონ საუკეთესო დენის კომბაინებს.
ამ კვლევაში ჩვენ გამოვიკვლიეთ PST-ისგან დამზადებული MLC. ეს მოწყობილობები შედგება Pt და PST ელექტროდების სერიისგან, რომლის დროსაც რამდენიმე კონდენსატორი დაკავშირებულია პარალელურად. PST შეირჩა, რადგან ეს არის შესანიშნავი EC მასალა და, შესაბამისად, პოტენციურად შესანიშნავი NLP მასალა. იგი ავლენს მკვეთრ პირველი რიგის ფეროელექტრო-პარაელექტრიკულ ფაზურ გადასვლას დაახლოებით 20 °C-ზე, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ მისი ენტროპიის ცვლილებები მსგავსია ნახ. 1-ში. მსგავსი MLCs სრულად არის აღწერილი EC13,14 მოწყობილობებისთვის. ამ კვლევაში ჩვენ გამოვიყენეთ 10.4 × 7.2 × 1 მმ³ და 10.4 × 7.2 × 0.5 მმ³ MLC. MLC 1 მმ და 0,5 მმ სისქით დამზადდა PST-ის 19 და 9 ფენისგან, შესაბამისად 38,6 μm სისქით. ორივე შემთხვევაში, შიდა PST ფენა მოთავსდა 2,05 მკმ სისქის პლატინის ელექტროდებს შორის. ამ MLC-ების დიზაინი ვარაუდობს, რომ PST-ების 55% აქტიურია, რაც შეესაბამება ელექტროდებს შორის ნაწილს (დამატებითი შენიშვნა 1). აქტიური ელექტროდის ფართობი იყო 48.7 მმ2 (დამატებითი ცხრილი 5). MLC PST მომზადდა მყარი ფაზის რეაქციისა და ჩამოსხმის მეთოდით. მომზადების პროცესის დეტალები აღწერილია წინა სტატიაში14. ერთ-ერთი განსხვავება PST MLC-სა და წინა სტატიას შორის არის B- საიტების რიგი, რაც დიდ გავლენას ახდენს EC-ის შესრულებაზე PST-ში. PST MLC-ის B-ადგილების რიგია 0.75 (დამატებითი შენიშვნა 2) მიღებული აგლომერაციის შედეგად 1400°C-ზე, რასაც მოჰყვება ასობით საათიანი ანილირება 1000°C-ზე. PST MLC-ის შესახებ მეტი ინფორმაციისთვის იხილეთ დამატებითი შენიშვნები 1-3 და დამატებითი ცხრილი 5.
ამ კვლევის ძირითადი კონცეფცია ემყარება ოლსონის ციკლს (ნახ. 1). ასეთი ციკლისთვის ჩვენ გვჭირდება ცხელი და ცივი რეზერვუარი და ელექტრომომარაგება, რომელსაც შეუძლია აკონტროლოს და გააკონტროლოს ძაბვა და დენი სხვადასხვა MLC მოდულებში. ეს პირდაპირი ციკლები იყენებდნენ ორ განსხვავებულ კონფიგურაციას, კერძოდ (1) Linkam მოდულის გათბობას და გაგრილებას ერთი MLC დაკავშირებული Keithley 2410 კვების წყაროსთან და (2) სამი პროტოტიპი (HARV1, HARV2 და HARV3) იმავე წყაროს ენერგიის პარალელურად. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, დიელექტრიკული სითხე (სილიკონის ზეთი 5 cP სიბლანტით 25°C-ზე, შეძენილი Sigma Aldrich) გამოიყენებოდა ორ რეზერვუარსა (ცხელ და ცივ) და MLC-ს შორის სითბოს გაცვლისთვის. თერმული რეზერვუარი შედგება მინის კონტეინერისგან, რომელიც სავსეა დიელექტრიკული სითხით და მოთავსებულია თერმული ფირფიტის თავზე. ცივი საცავი შედგება წყლის აბაზანისგან თხევადი მილებით, რომლებიც შეიცავს დიელექტრიკულ სითხეს დიდ პლასტმასის კონტეინერში, სავსე წყლით და ყინულით. ორი სამმხრივი სარქველი (შეძენილი Bio-Chem Fluidics-ისგან) განთავსდა კომბაინის თითოეულ ბოლოში სითხის სწორად გადართვის ერთი რეზერვუარიდან მეორეზე (სურათი 2a). PST-MLC პაკეტსა და გამაგრილებელს შორის თერმული წონასწორობის უზრუნველსაყოფად, ციკლის პერიოდი გაგრძელდა მანამ, სანამ შესასვლელი და გამომავალი თერმოწყვილები (რაც შეიძლება ახლოს PST-MLC პაკეტთან) არ აჩვენებდნენ ერთსა და იმავე ტემპერატურას. Python სკრიპტი მართავს და სინქრონიზაციას უწევს ყველა ინსტრუმენტს (წყაროს მრიცხველებს, ტუმბოებს, სარქველებს და თერმოწყვილებს) სწორი ოლსონის ციკლის გასაშვებად, ანუ გამაგრილებლის მარყუჟი იწყებს ციკლს PST დასტაში წყაროს მრიცხველის დამუხტვის შემდეგ, რათა ისინი გაცხელდეს სასურველზე. გამოყენებული ძაბვა მოცემული ოლსონის ციკლისთვის.
გარდა ამისა, ჩვენ დავადასტურეთ შეგროვებული ენერგიის ეს პირდაპირი გაზომვები არაპირდაპირი მეთოდებით. ეს არაპირდაპირი მეთოდები დაფუძნებულია ელექტრულ გადაადგილებაზე (D) - ელექტრული ველის (E) ველის მარყუჟები, რომლებიც გროვდება სხვადასხვა ტემპერატურაზე და ორ DE მარყუჟს შორის არეალის გამოთვლით, შეიძლება ზუსტად შეაფასოთ რამდენი ენერგიის შეგროვება შესაძლებელია, როგორც ეს ნაჩვენებია ფიგურაში. . სურათზე 2. .1ბ. ეს DE მარყუჟები ასევე გროვდება Keithley წყაროს მრიცხველების გამოყენებით.
ოცდარვა 1 მმ სისქის PST MLC აწყობილი იყო 4 რიგის, 7 სვეტიანი პარალელური ფირფიტის სტრუქტურაში მითითებაში აღწერილი დიზაინის მიხედვით. 14. სითხის უფსკრული PST-MLC რიგებს შორის არის 0.75მმ. ეს მიიღწევა ორმხრივი ლენტის ზოლების დამატებით PST MLC-ის კიდეების გარშემო თხევადი შუამავლების სახით. PST MLC ელექტრონულად არის დაკავშირებული ვერცხლის ეპოქსიდური ხიდის პარალელურად, რომელიც კონტაქტშია ელექტროდის მილებს. ამის შემდეგ ელექტროდის ტერმინალების თითოეულ მხარეს მავთულები ვერცხლის ეპოქსიდური ფისით იყო დამაგრებული ელექტრომომარაგებასთან დასაკავშირებლად. ბოლოს მთელი სტრუქტურა ჩადეთ პოლიოლეფინის შლანგში. ეს უკანასკნელი წებოვანია სითხის მილზე სათანადო დალუქვის უზრუნველსაყოფად. დაბოლოს, 0,25 მმ სისქის K- ტიპის თერმოწყვილები ჩაშენდა PST-MLC სტრუქტურის თითოეულ ბოლოში შესასვლელი და გამომავალი სითხის ტემპერატურის მონიტორინგისთვის. ამისათვის შლანგი ჯერ უნდა იყოს პერფორირებული. თერმოწყვილის დამონტაჟების შემდეგ, დალუქეთ იგივე წებო, როგორც ადრე, თერმოწყვილის შლანგსა და მავთულს შორის, ბეჭდის აღსადგენად.
აშენდა რვა ცალკე პროტოტიპი, რომელთაგან ოთხს ჰქონდა 40 0,5 მმ სისქის MLC PST, განაწილებული პარალელური ფირფიტების სახით 5 სვეტით და 8 მწკრივით, ხოლო დანარჩენ ოთხს ჰქონდა 15 1 მმ სისქის MLC PST თითოში. 3 სვეტიანი × 5 რიგის პარალელურ ფირფიტაში სტრუქტურაში. გამოყენებული PST MLC-ების საერთო რაოდენობა იყო 220 (160 0.5 მმ სისქით და 60 PST MLC 1 მმ სისქით). ამ ორ ქვეერთეულს ვუწოდებთ HARV2_160 და HARV2_60. თხევადი უფსკრული პროტოტიპში HARV2_160 შედგება ორი ორმხრივი ლენტისაგან 0,25 მმ სისქით, მათ შორის 0,25 მმ სისქის მავთულით. HARV2_60 პროტოტიპისთვის იგივე პროცედურა გავიმეორეთ, მაგრამ 0,38 მმ სისქის მავთულის გამოყენებით. სიმეტრიისთვის, HARV2_160-სა და HARV2_60-ს აქვთ საკუთარი სითხის სქემები, ტუმბოები, სარქველები და ცივი მხარე (დამატებითი შენიშვნა 8). ორი HARV2 ერთეული იზიარებს სითბოს რეზერვუარს, 3 ლიტრიანი კონტეინერი (30 სმ x 20 სმ x 5 სმ) ორ ცხელ ფირფიტაზე მბრუნავი მაგნიტებით. რვა ინდივიდუალური პროტოტიპი პარალელურად არის დაკავშირებული ელექტრონულად. HARV2_160 და HARV2_60 ქვედანაყოფები ერთდროულად მუშაობენ ოლსონის ციკლში, რაც იწვევს ენერგიის მოსავალს 11,2 ჯ.
მოათავსეთ 0,5 მმ სისქის PST MLC პოლიოლეფინის შლანგში ორმხრივი ლენტით და მავთულით ორივე მხრიდან, რათა შეიქმნას სივრცე სითხის ნაკადისთვის. მისი მცირე ზომის გამო, პროტოტიპი მოთავსებული იყო ცხელი ან ცივი რეზერვუარის სარქველის გვერდით, რაც ამცირებს ციკლის დროს.
PST MLC-ში მუდმივი ელექტრული ველი გამოიყენება გათბობის ტოტზე მუდმივი ძაბვის გამოყენებით. შედეგად, წარმოიქმნება უარყოფითი თერმული დენი და ენერგია ინახება. PST MLC-ის გაცხელების შემდეგ ველი ამოღებულია (V = 0) და მასში შენახული ენერგია უბრუნდება წყაროს მრიცხველს, რაც შეესაბამება შეგროვებული ენერგიის კიდევ ერთ წვლილს. დაბოლოს, V = 0 ძაბვის გამოყენებით, MLC PST-ები გაცივდებიან თავდაპირველ ტემპერატურამდე, რათა ციკლი თავიდან დაიწყოს. ამ ეტაპზე ენერგია არ გროვდება. ჩვენ ჩავატარეთ ოლსენის ციკლი Keithley 2410 SourceMeter-ის გამოყენებით, ვტვირთავთ PST MLC-ს ძაბვის წყაროდან და დავაყენეთ მიმდინარე შესატყვისი შესაბამის მნიშვნელობაზე ისე, რომ დატენვის ფაზაში საკმარისი ქულები შეგროვდა საიმედო ენერგიის გამოთვლებისთვის.
სტერლინგის ციკლებში PST MLC დამუხტული იყო ძაბვის წყაროს რეჟიმში საწყისი ელექტრული ველის მნიშვნელობით (საწყისი ძაბვა Vi > 0), შესაბამისობის სასურველი დენი ისე, რომ დატენვის საფეხურს დაახლოებით 1 წამი სჭირდება (და გროვდება საკმარისი ქულები საიმედო გაანგარიშებისთვის. ენერგია) და ცივი ტემპერატურა. სტერლინგის ციკლებში PST MLC დამუხტული იყო ძაბვის წყაროს რეჟიმში საწყისი ელექტრული ველის მნიშვნელობით (საწყისი ძაბვა Vi > 0), შესაბამისობის სასურველი დენი ისე, რომ დატენვის საფეხურს დაახლოებით 1 წამი სჭირდება (და გროვდება საკმარისი ქულები საიმედო გაანგარიშებისთვის. ენერგია) და ცივი ტემპერატურა. Во циклах Стирлинга PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном значении электрического поля (начальное напряжение Vi > 0), чек для надежного расчета энергия) и холодная температура. Stirling PST MLC ციკლებში, ისინი დამუხტავდნენ ძაბვის წყაროს რეჟიმში ელექტრული ველის საწყისი მნიშვნელობით (საწყისი ძაბვა Vi > 0), სასურველი გამომუშავების დენი, ასე რომ დატენვის სტადიას სჭირდება დაახლოებით 1 წამი (და საკმარისი რაოდენობა). ქულები გროვდება საიმედო ენერგიის გაანგარიშებისთვის) და ცივი ტემპერატურა.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. მთავარ ციკლში PST MLC იტენება საწყისი ელექტრული ველის მნიშვნელობით (საწყისი ძაბვა Vi > 0) ძაბვის წყაროს რეჟიმში, ისე, რომ შესაბამისობის საჭირო დენს დაახლოებით 1 წამი დასჭირდება დატენვის საფეხურს (და ჩვენ დავაგროვეთ საკმარისი ქულები, რომ საიმედოდ გამოთვალეთ (ენერგია) და დაბალი ტემპერატურა. В 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) და დაბალი ტემპერატურы . სტერლინგის ციკლში PST MLC იტენება ძაბვის წყაროს რეჟიმში ელექტრული ველის საწყისი მნიშვნელობით (საწყისი ძაბვა Vi > 0), შესაბამისობის საჭირო დენი ისეთია, რომ დატენვის სტადიას სჭირდება დაახლოებით 1 წამი (და საკმარისი რაოდენობა). ქულები გროვდება ენერგიის საიმედოდ გამოსათვლელად) და დაბალი ტემპერატურა .სანამ PST MLC გაცხელდება, გახსენით წრე I = 0 mA შესატყვისი დენის გამოყენებით (მინიმალური შესატყვისი დენი, რომელსაც ჩვენი საზომი წყარო უმკლავდება, არის 10 nA). შედეგად, მუხტი რჩება MJK-ის PST-ში და ნიმუშის გაცხელებისას ძაბვა იზრდება. ენერგია არ გროვდება BC მკლავში, რადგან I = 0 mA. მაღალი ტემპერატურის მიღწევის შემდეგ, MLT FT-ში ძაბვა იზრდება (ზოგიერთ შემთხვევაში 30-ჯერ მეტი, იხილეთ დამატებითი ნახ. 7.2), MLK FT იხსნება (V = 0) და ელექტროენერგია ინახება მათში იმავე მიზნით. როგორც ისინი არიან საწყისი მუხტი. იგივე მიმდინარე კორესპონდენცია უბრუნდება მრიცხველის წყაროს. ძაბვის მომატების გამო, მაღალ ტემპერატურაზე შენახული ენერგია უფრო მაღალია, ვიდრე ციკლის დასაწყისში იყო გათვალისწინებული. შესაბამისად, ენერგია მიიღება სითბოს ელექტროენერგიად გადაქცევით.
ჩვენ გამოვიყენეთ Keithley 2410 SourceMeter PST MLC-ზე გამოყენებული ძაბვისა და დენის მონიტორინგისთვის. შესაბამისი ენერგია გამოითვლება კეიტლის წყაროს მრიცხველის მიერ წაკითხული ძაბვისა და დენის ნამრავლის ინტეგრირებით, \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\ მარცხენა (t\ მარჯვნივ){V}_{{\rm{meas}}}(t)\), სადაც τ არის პერიოდის პერიოდი. ჩვენს ენერგეტიკულ მრუდზე, დადებითი ენერგიის მნიშვნელობები ნიშნავს ენერგიას, რომელიც უნდა მივცეთ MLC PST-ს, ხოლო უარყოფითი მნიშვნელობები ნიშნავს ენერგიას, რომელსაც ჩვენ ვიღებთ მათგან და, შესაბამისად, მიღებულ ენერგიას. ფარდობითი სიმძლავრე მოცემული შეგროვების ციკლისთვის განისაზღვრება შეგროვებული ენერგიის გაყოფით მთელი ციკლის τ პერიოდზე.
ყველა მონაცემი წარმოდგენილია მთავარ ტექსტში ან დამატებით ინფორმაციას. წერილები და მასალების მოთხოვნები უნდა მიემართოს ამ სტატიით მოწოდებულ AT ან ED მონაცემების წყაროს.
Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC მიმოხილვა თერმოელექტრული მიკროგენერატორების განვითარებისა და გამოყენების შესახებ ენერგიის მოსავლისთვის. Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC მიმოხილვა თერმოელექტრული მიკროგენერატორების განვითარებისა და გამოყენების შესახებ ენერგიის მოსავლისთვის.ანდო ჯუნიორი, ოჰაიო, მარანი, ALO და ჰენაო, NC მიმოხილვა თერმოელექტრული მიკროგენერატორების შემუშავებისა და გამოყენების შესახებ ენერგიის მოსავლისთვის. 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, NCანდო ჯუნიორი, ოჰაიო, მარანი, ALO და ჰენაო, NC განიხილავენ თერმოელექტრული მიკროგენერატორების შემუშავებასა და გამოყენებას ენერგიის მოსავლისთვის.რეზიუმე. მხარდაჭერა. Energy Rev. 91, 376–393 (2018).
Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Photovoltaic მასალები: დღევანდელი ეფექტურობა და მომავალი გამოწვევები. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Photovoltaic მასალები: დღევანდელი ეფექტურობა და მომავალი გამოწვევები.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. and Sinke, VK Photovoltaic მასალები: მიმდინარე შესრულება და მომავალი გამოწვევები. 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 მზის მასალები: მიმდინარე ეფექტურობა და სამომავლო გამოწვევები.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. and Sinke, VK Photovoltaic მასალები: მიმდინარე შესრულება და მომავალი გამოწვევები.Science 352, aad4424 (2016).
Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. შერწყმული პირო-პიეზოელექტრული ეფექტი ტემპერატურისა და წნევის ერთდროული სენსორისთვის. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. კონიუნქტური პირო-პიეზოელექტრული ეფექტი ტემპერატურისა და წნევის ერთდროული სენსორისთვის.Song K., Zhao R., Wang ZL და Yan Yu. კომბინირებული პიროპიზოელექტრული ეფექტი ტემპერატურისა და წნევის ავტონომიური ერთდროული გაზომვისთვის. 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. თვითმმართველობის კვებისათვის ტემპერატურისა და წნევის დროს.Song K., Zhao R., Wang ZL და Yan Yu. კომბინირებული თერმოპიეზოელექტრული ეფექტი ტემპერატურისა და წნევის ავტონომიური ერთდროული გაზომვისთვის.წინ. ალმა მატერი 31, 1902831 (2019).
Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. ენერგიის დალაგება Ericsson-ის პიროელექტრული ციკლების საფუძველზე რელაქსატორი ფეროელექტრული კერამიკაში. Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. ენერგიის დალაგება Ericsson-ის პიროელექტრული ციკლების საფუძველზე რელაქსატორი ფეროელექტრული კერამიკაში.Sebald G., Prouvost S. და Guyomar D. ენერგიის მოპოვება პიროელექტრული ერიქსონის ციკლებზე დაფუძნებული რელაქსორ ფეროელექტრო კერამიკაში.Sebald G., Prouvost S. და Guyomar D. ენერგიის დალაგება რელაქსორულ ფეროელექტრიკულ კერამიკაში Ericsson-ის პიროელექტრული ციკლის საფუძველზე. ჭკვიანი ალმა მატერი. სტრუქტურა. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW შემდეგი თაობის ელექტროკალორიული და პიროელექტრული მასალები მყარი მდგომარეობის ელექტროთერმული ენერგიის ურთიერთკონვერტაციისთვის. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW შემდეგი თაობის ელექტროკალორიული და პიროელექტრული მასალები მყარი მდგომარეობის ელექტროთერმული ენერგიის ურთიერთკონვერტაციისთვის. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материјали следующего поколения для взаимного преобразования электромической эвердотельной. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW შემდეგი თაობის ელექტროკალორიული და პიროელექტრული მასალები მყარი მდგომარეობის ელექტროთერმული ენერგიის ურთიერთკონვერტაციისთვის. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материјали следующего поколения для взаимного преобразования электромической эвердотельной. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW შემდეგი თაობის ელექტროკალორიული და პიროელექტრული მასალები მყარი მდგომარეობის ელექტროთერმული ენერგიის ურთიერთკონვერტაციისთვის.ლედი ბული. 39, 1099–1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. პიროელექტრული ნანოგენერატორების მუშაობის სტანდარტი და დამსახურება. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. პიროელექტრული ნანოგენერატორების მუშაობის სტანდარტი და დამსახურება.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL და Yang, Yu. სტანდარტული და ხარისხის ქულა პიროელექტრული ნანოგენერატორების მუშაობის რაოდენობრივი დასადგენად. 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 და Yang, Yu. პიროელექტრული ნანოგენერატორის მუშაობის რაოდენობრივი განსაზღვრის კრიტერიუმები და შესრულების ზომები.Nano Energy 55, 534–540 (2019).
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND ელექტროკალორიული გაგრილების ციკლები ტყვიის სკანდიუმის ტანტალატში ჭეშმარიტი რეგენერაციით ველის ცვალებადობით. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND ელექტროკალორიული გაგრილების ციკლები ტყვიის სკანდიუმის ტანტალატში ჭეშმარიტი რეგენერაციით ველის ცვალებადობით.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. და Mathur, ND ელექტროკალორიული გაგრილების ციკლები ტყვია-სკანდიუმის ტანტალატში ნამდვილი რეგენერაციით ველის მოდიფიკაციის საშუალებით. 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真 Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. ტანტალი; ტანტალი.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. and Mathur, ND სკანდიუმის ტყვიის ტანტალიტის ელექტროთერმული გაგრილების ციკლი ნამდვილი რეგენერაციისთვის ველის შებრუნების გზით.ფიზიკა Rev. X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND კალორიული მასალები ფეროულ ფაზის გადასვლებთან ახლოს. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND კალორიული მასალები ფეროულ ფაზის გადასვლებთან ახლოს.Moya, X., Kar-Narayan, S. და Mathur, ND კალორიული მასალები ფეროიდის ფაზის გადასვლებთან ახლოს. 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 თერმული მასალები შავი მეტალურგიის მახლობლად.Moya, X., Kar-Narayan, S. და Mathur, ND თერმული მასალები რკინის ფაზის გადასვლებთან ახლოს.ნატ. ალმა მატერი 13, 439–450 (2014).
Moya, X. & Mathur, ND კალორიული მასალები გაგრილებისთვის და გათბობისთვის. Moya, X. & Mathur, ND კალორიული მასალები გაგრილებისთვის და გათბობისთვის.Moya, X. and Mathur, ND თერმული მასალები გაგრილებისა და გათბობისთვის. Moya, X. & Mathur, ND 用于冷却和加热的热量材料。 Moya, X. & Mathur, ND თერმული მასალები გაგრილებისა და გათბობისთვის.Moya X. და Mathur ND თერმული მასალები გაგრილებისა და გათბობისთვის.Science 370, 797–803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers: მიმოხილვა. Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers: მიმოხილვა.Torello, A. and Defay, E. Electrocaloric chillers: მიმოხილვა. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论.Torello, A. and Defay, E. Electrothermal coolers: მიმოხილვა.გაფართოებული. ელექტრონული. ალმა მატერი. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. et al. ელექტროკალორიული მასალის უზარმაზარი ენერგოეფექტურობა უაღრესად შეკვეთილ სკანდიუმ-სკანდიუმ-ტყვიაში. ეროვნული კომუნიკაცია. 12, 3298 (2021).
Nair, B. et al. ოქსიდის მრავალშრიანი კონდენსატორების ელექტროთერმული ეფექტი დიდია ტემპერატურის ფართო დიაპაზონში. Nature 575, 468–472 (2019).
ტორელო, ა. და სხვ. დიდი ტემპერატურის დიაპაზონი ელექტროთერმული რეგენერატორებში. Science 370, 125–129 (2020).
Wang, Y. და სხვ. მაღალი ხარისხის მყარი მდგომარეობის ელექტროთერმული გაგრილების სისტემა. Science 370, 129–133 (2020).
მენგი, ი. და სხვ. კასკადი ელექტროთერმული გაგრილების მოწყობილობა ტემპერატურის დიდი მატებისთვის. National Energy 5, 996–1002 (2020).
Olsen, RB & Brown, DD სითბოს პირდაპირი კონვერტაციის მაღალი ეფექტურობა ელექტროენერგიაზე დაკავშირებულ პიროელექტრო გაზომვებზე. Olsen, RB & Brown, DD სითბოს პირდაპირი კონვერტაცია ელექტროენერგიაზე დაკავშირებულ პიროელექტრო გაზომვებზე მაღალი ეფექტურობა.Olsen, RB და Brown, DD სითბოს უაღრესად ეფექტური პირდაპირი გადაქცევა ელექტრო ენერგიად, რომელიც დაკავშირებულია პიროელექტრო გაზომვებთან. Olsen, RB & Brown, DD 高效直接将热量转换为电能相关的热释电测量。 Olsen, RB & Brown, DDOlsen, RB და Brown, DD სითბოს ეფექტური პირდაპირი გადაქცევა ელექტროენერგიად, რომელიც დაკავშირებულია პიროელექტრო გაზომვებთან.ფეროელექტრიქსი 40, 17–27 (1982).
პანდია, ს. და სხვ. ენერგია და სიმძლავრის სიმკვრივე თხელ რელაქსორ ფეროელექტრო ფილებში. ეროვნული ალმა მატერი. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
Smith, AN & Hanrahan, BM კასკადი პიროელექტრული კონვერტაცია: ფეროელექტრული ფაზის გადასვლის ოპტიმიზაცია და ელექტრული დანაკარგები. Smith, AN & Hanrahan, BM კასკადი პიროელექტრული კონვერტაცია: ფეროელექტრული ფაზის გადასვლის ოპტიმიზაცია და ელექტრული დანაკარგები.სმიტი, AN და ჰანრაჰანი, BM კასკადი პიროელექტრული კონვერტაცია: ფეროელექტრული ფაზის გადასვლა და ელექტრული დანაკარგების ოპტიმიზაცია. Smith, AN & Hanrahan, BM 级联热释电转换：优化铁电相变和电损耗. სმიტი, AN & Hanrahan, BMსმიტი, AN და ჰანრაჰანი, BM კასკადი პიროელექტრული კონვერტაცია: ფეროელექტრული ფაზის გადასვლებისა და ელექტრული დანაკარგების ოპტიმიზაცია.J. განაცხადი. ფიზიკა. 128, 24103 (2020).
Hoch, SR ფეროელექტრული მასალების გამოყენება თერმული ენერგიის ელექტროენერგიად გადაქცევისთვის. პროცესი. IEEE 51, 838–845 (1963).
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. კასკადი პიროელექტრული ენერგიის გადამყვანი. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. კასკადი პიროელექტრული ენერგიის გადამყვანი.Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM and Dullea, J. Cascade Pyroelectric Power Converter. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. 级联热释电能量转换器. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. 级联热释电能量转换器.Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM and Dullea, J. Cascaded pyroelectric power converters.ფეროელექტრიქსი 59, 205–219 (1984).
Shebanov, L. & Borman, K. ტყვია-სკანდიუმის ტანტალიტის მყარ ხსნარებზე მაღალი ელექტროკალორიული ეფექტით. Shebanov, L. & Borman, K. ტყვია-სკანდიუმის ტანტალიტის მყარ ხსნარებზე მაღალი ელექტროკალორიული ეფექტით.Shebanov L. and Borman K. მაღალი ელექტროკალორიული ეფექტის მქონე ტყვია-სკანდიუმის ტანტალიტის მყარი ხსნარების შესახებ. Shebanov, L. & Borman, K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体。 Shebanov, L. & Borman, K.Shebanov L. and Borman K. სკანდიუმ-ტყვია-სკანდიუმის მყარ ხსნარებზე მაღალი ელექტროკალორიული ეფექტით.Ferroelectrics 127, 143-148 (1992).
მადლობას ვუხდით N. Furusawa-ს, Y. Inoue-ს და K. Honda-ს დახმარებისთვის MLC-ის შექმნაში. PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB და ED მადლობა ლუქსემბურგის ეროვნული კვლევის ფონდს (FNR) ამ სამუშაოს მხარდაჭერისთვის CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay- მეშვეობით Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay და BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay.
მასალების კვლევისა და ტექნოლოგიების დეპარტამენტი, ლუქსემბურგის ტექნოლოგიური ინსტიტუტი (LIST), ბელვუარი, ლუქსემბურგი