ელექტროენერგიის მდგრადი წყაროების შეთავაზება ამ საუკუნის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი გამოწვევაა. ენერგიის შემგროვებელი მასალების კვლევის სფეროები, მათ შორის თერმოელექტრული1, ფოტოელექტრული2 და თერმოფოტოვოლტაური3, სწორედ ამ მოტივაციიდან გამომდინარეობს. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ არ გვაქვს მასალები და მოწყობილობები, რომლებსაც შეუძლიათ ენერგიის შეგროვება ჯოულის დიაპაზონში, პიროელექტრული მასალები, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტროენერგიის პერიოდულ ტემპერატურულ ცვლილებებად გარდაქმნა, სენსორებად4 და ენერგიის შემგროვებლებად5,6,7 ითვლება. აქ ჩვენ შევიმუშავეთ მაკროსკოპული თერმული ენერგიის შემგროვებელი მრავალშრიანი კონდენსატორის სახით, რომელიც დამზადებულია 42 გრამი ტყვიის სკანდიუმის ტანტალატისგან და გამოიმუშავებს 11.2 ჯ ელექტრო ენერგიას თერმოდინამიკურ ციკლზე. თითოეულ პიროელექტრულ მოდულს შეუძლია წარმოქმნას 4.43 ჯ სმ-3-მდე ელექტრო ენერგიის სიმკვრივე ციკლზე. ჩვენ ასევე ვაჩვენებთ, რომ ორი ასეთი მოდული, რომლის წონაა 0.3 გ, საკმარისია ავტონომიური ენერგიის შემგროვებლების უწყვეტი კვებისთვის ჩაშენებული მიკროკონტროლერებით და ტემპერატურის სენსორებით. და ბოლოს, ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ 10 K ტემპერატურის დიაპაზონისთვის, ამ მრავალშრიან კონდენსატორებს შეუძლიათ მიაღწიონ კარნოს ეფექტურობის 40%-ს. ეს თვისებები განპირობებულია (1) ფეროელექტრული ფაზის ცვლილებით მაღალი ეფექტურობისთვის, (2) დანაკარგების თავიდან ასაცილებლად დაბალი გაჟონვის დენით და (3) მაღალი ძაბვით. ეს მაკროსკოპული, მასშტაბირებადი და ეფექტური პიროელექტრული ენერგიის შემგროვებლები თერმოელექტრული ენერგიის გენერაციის რეფორმას ახდენენ.
თერმოელექტრული მასალებისთვის საჭირო სივრცითი ტემპერატურის გრადიენტთან შედარებით, თერმოელექტრული მასალების ენერგიის შეგროვება მოითხოვს ტემპერატურის დროთა განმავლობაში ციკლურ ცვლილებას. ეს ნიშნავს თერმოდინამიკურ ციკლს, რომელიც საუკეთესოდ აღწერილია ენტროპიის (S)-ტემპერატურის (T) დიაგრამით. სურათი 1a გვიჩვენებს არაწრფივი პიროელექტრული (NLP) მასალის ტიპურ ST დიაგრამას, რომელიც აჩვენებს ველზე დამოკიდებულ ფეროელექტრულ-პარაელექტრულ ფაზურ გადასვლას სკანდიუმის ტყვიის ტანტალატში (PST). ST დიაგრამაზე ციკლის ლურჯი და მწვანე მონაკვეთები შეესაბამება ოლსონის ციკლში გარდაქმნილ ელექტრულ ენერგიას (ორი იზოთერმული და ორი იზოპოლური მონაკვეთი). აქ განვიხილავთ ორ ციკლს ერთი და იგივე ელექტრული ველის ცვლილებით (ველის ჩართვა და გამორთვა) და ტემპერატურის ცვლილებით ΔT, თუმცა განსხვავებული საწყისი ტემპერატურებით. მწვანე ციკლი არ მდებარეობს ფაზური გადასვლის რეგიონში და შესაბამისად, გაცილებით მცირე ფართობი აქვს, ვიდრე ფაზური გადასვლის რეგიონში მდებარე ლურჯი ციკლი. ST დიაგრამაში, რაც უფრო დიდია ფართობი, მით უფრო დიდია შეგროვებული ენერგია. ამიტომ, ფაზურმა გადასვლამ მეტი ენერგია უნდა შეაგროვოს. NLP-ში დიდი ფართობის ციკლირების საჭიროება ძალიან ჰგავს ელექტროთერმული აპლიკაციების საჭიროებას9, 10, 11, 12, სადაც PST მრავალშრიანმა კონდენსატორებმა (MLC) და PVDF-ზე დაფუძნებულმა ტერპოლიმერებმა ბოლო დროს აჩვენეს შესანიშნავი უკუგაგრილების მახასიათებლები ციკლში 13,14,15,16. ამიტომ, ჩვენ გამოვავლინეთ თერმული ენერგიის შეგროვებისთვის საინტერესო PST MLC-ები. ეს ნიმუშები სრულად არის აღწერილი მეთოდებში და დახასიათებული დამატებით შენიშვნებში 1 (სკანირებადი ელექტრონული მიკროსკოპია), 2 (რენტგენის დიფრაქცია) და 3 (კალორიმეტრია).
ა, ენტროპიის (S)-ტემპერატურის (T) დიაგრამის ესკიზი NLP მასალებზე ჩართული და გამორთული ელექტრული ველით, რომელიც აჩვენებს ფაზურ გადასვლებს. ენერგიის შეგროვების ორი ციკლი ნაჩვენებია ორ სხვადასხვა ტემპერატურულ ზონაში. ლურჯი და მწვანე ციკლები შესაბამისად ხდება ფაზური გადასვლის შიგნით და გარეთ და მთავრდება ზედაპირის ძალიან განსხვავებულ რეგიონებში. ბ, ორი DE PST MLC უნიპოლარული რგოლი, 1 მმ სისქით, გაზომილი 0-დან 155 კვ სმ-1-მდე 20 °C და 90 °C ტემპერატურაზე, შესაბამისად, და შესაბამისი ოლსენის ციკლები. ასოები ABCD აღნიშნავს ოლსონის ციკლის სხვადასხვა მდგომარეობებს. AB: MLC-ები დამუხტული იყო 155 კვ სმ-1-მდე 20°C-ზე. BC: MLC შენარჩუნდა 155 კვ სმ-1-ზე და ტემპერატურა გაიზარდა 90 °C-მდე. CD: MLC განმუხტვა 90°C-ზე. DA: MLC გაცივებული 20°C-მდე ნულოვან ველში. ლურჯი არე შეესაბამება ციკლის დასაწყებად საჭირო შეყვანის სიმძლავრეს. ნარინჯისფერი არე არის ერთ ციკლში შეგროვებული ენერგია. გ, ზედა პანელი, ძაბვა (შავი) და დენი (წითელი) დროზე, დაფიქსირებული იმავე ოლსონის ციკლის დროს, როგორც ბ. ორი ჩანართი წარმოადგენს ძაბვისა და დენის გაძლიერებას ციკლის ძირითად მომენტებში. ქვედა პანელზე, ყვითელი და მწვანე მრუდები წარმოადგენს შესაბამის ტემპერატურისა და ენერგიის მრუდებს, შესაბამისად, 1 მმ სისქის MLC-სთვის. ენერგია გამოითვლება ზედა პანელზე არსებული დენის და ძაბვის მრუდებიდან. უარყოფითი ენერგია შეესაბამება შეგროვებულ ენერგიას. ოთხ ფიგურაში დიდი ასოების შესაბამისი ნაბიჯები იგივეა, რაც ოლსონის ციკლში. ციკლი AB'CD შეესაბამება სტირლინგის ციკლს (დამატებითი შენიშვნა 7).
სადაც E და D შესაბამისად ელექტრული ველი და ელექტრული გადაადგილების ველია. Nd-ის მიღება შესაძლებელია ირიბად DE სქემიდან (სურ. 1ბ) ან პირდაპირ თერმოდინამიკური ციკლის დაწყებით. ყველაზე სასარგებლო მეთოდები აღწერილია ოლსენის მიერ 1980-იან წლებში პიროელექტრული ენერგიის შეგროვების შესახებ მის პიონერულ ნაშრომში17.
ნახ. 1ბ-ზე ნაჩვენებია 1 მმ სისქის PST-MLC ნიმუშების ორი მონოპოლური DE მარყუჟი, რომლებიც აწყობილია შესაბამისად 20°C და 90°C ტემპერატურაზე, 0-დან 155 კვ სმ-1-მდე (600 ვ) დიაპაზონში. ეს ორი ციკლი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნახაზ 1ა-ზე ნაჩვენები ოლსონის ციკლის მიერ შეგროვებული ენერგიის ირიბად გამოსათვლელად. სინამდვილეში, ოლსენის ციკლი შედგება ორი იზოველის ტოტისგან (აქ, ნულოვანი ველი DA ტოტში და 155 კვ სმ-1 BC ტოტში) და ორი იზოთერმული ტოტისგან (აქ, 20°С და 20°С AB ტოტში). (C CD ტოტში) ციკლის დროს შეგროვებული ენერგია შეესაბამება ნარინჯისფერ და ლურჯ რეგიონებს (EdD ინტეგრალი). შეგროვებული ენერგია Nd არის შემავალი და გამომავალი ენერგიას შორის სხვაობა, ანუ მხოლოდ ნარინჯისფერი ფართობი ნახ. 1ბ-ზე. ეს კონკრეტული ოლსონის ციკლი იძლევა Nd ენერგიის სიმკვრივეს 1.78 ჯ სმ-3. სტირლინგის ციკლი ოლსონის ციკლის ალტერნატივაა (დამატებითი შენიშვნა 7). რადგან მუდმივი დამუხტვის საფეხურის (ღია წრედის) მიღწევა უფრო ადვილია, ნახ. 1b-დან (ციკლი AB'CD) ამოღებული ენერგიის სიმკვრივე 1.25 J cm-3-ს აღწევს. ეს ოლსონის ციკლით შეგროვებული ენერგიის მხოლოდ 70%-ია, თუმცა ამას მარტივი შეგროვების მოწყობილობა აკეთებს.
გარდა ამისა, ჩვენ პირდაპირ გავზომეთ ოლსონის ციკლის დროს შეგროვებული ენერგია PST MLC-ის ჩართვით Linkam-ის ტემპერატურის კონტროლის ეტაპისა და წყაროს მრიცხველის (მეთოდი) გამოყენებით. სურათი 1c ზედა და შესაბამის ჩანართებში აჩვენებს იმავე 1 მმ სისქის PST MLC-ზე შეგროვებულ დენს (წითელი) და ძაბვას (შავი), როგორც იმავე ოლსონის ციკლის გავლის DE მარყუჟისთვის. დენი და ძაბვა შესაძლებელს ხდის შეგროვებული ენერგიის გამოთვლას, ხოლო მრუდები ნაჩვენებია ნახ. 1c-ზე, ქვედა (მწვანე) და ტემპერატურა (ყვითელი) მთელი ციკლის განმავლობაში. ასოები ABCD წარმოადგენს იმავე ოლსონის ციკლს ნახ. 1-ში. MLC დამუხტვა ხდება AB ეტაპის დროს და ხორციელდება დაბალი დენით (200 µA), ამიტომ SourceMeter-ს შეუძლია დატენვის სწორად კონტროლი. ამ მუდმივი საწყისი დენის შედეგია ის, რომ ძაბვის მრუდი (შავი მრუდი) არ არის წრფივი არაწრფივი პოტენციური გადაადგილების ველის D PST გამო (ნახ. 1c, ზედა ჩანართი). დატენვის ბოლოს, 30 მჯ ელექტროენერგია ინახება MLC-ში (წერტილი B). შემდეგ MLC თბება და წარმოიქმნება უარყოფითი დენი (და შესაბამისად, უარყოფითი დენი), ხოლო ძაბვა რჩება 600 ვოლტზე. 40 წამის შემდეგ, როდესაც ტემპერატურამ მიაღწია 90°C პლატოს, ეს დენი კომპენსირებული იყო, თუმცა საფეხურის ნიმუშმა ამ იზოველში წრედში წარმოქმნა 35 მჯ ელექტრული სიმძლავრე (მეორე ჩანართი ნახ. 1c-ზე, ზემოთ). MLC-ზე (ტოტი CD) ძაბვა შემდეგ მცირდება, რაც იწვევს დამატებით 60 მჯ ელექტრულ მუშაობას. გამომავალი მთლიანი ენერგიაა 95 მჯ. შეგროვებული ენერგია არის შემავალი და გამომავალი ენერგიას შორის სხვაობა, რაც იძლევა 95 – 30 = 65 მჯ-ს. ეს შეესაბამება 1.84 ჯ სმ-3 ენერგიის სიმკვრივეს, რაც ძალიან ახლოსაა DE რგოლიდან ამოღებულ Nd-სთან. ამ ოლსონის ციკლის რეპროდუცირებადობა ფართოდ არის გამოცდილი (დამატებითი შენიშვნა 4). ძაბვისა და ტემპერატურის შემდგომი გაზრდით, ოლსენის ციკლების გამოყენებით 0.5 მმ სისქის PST MLC-ში 750 ვოლტის (195 კვ სმ-1) და 175 °C ტემპერატურის დიაპაზონში მივაღწიეთ 4.43 ჯ სმ-3-ს (დამატებითი შენიშვნა 5). ეს ოთხჯერ აღემატება პირდაპირი ოლსონის ციკლებისთვის ლიტერატურაში აღწერილ საუკეთესო მაჩვენებელს და მიღებული იქნა Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1.06 ჯ სმ-3)18 (სმ2) თხელ ფენებზე. დამატებითი მნიშვნელობებისთვის ლიტერატურაში იხილეთ დამატებითი ცხრილი 1). ეს მაჩვენებელი მიღწეულია ამ MLC-ების ძალიან დაბალი გაჟონვის დენის წყალობით (<10−7 A 750 ვოლტსა და 180 °C-ზე, დეტალები იხილეთ დამატებით შენიშვნა 6-ში) - მნიშვნელოვანი საკითხი, რომელიც სმიტმა და სხვებმა ახსენეს19 - ადრინდელ კვლევებში გამოყენებულ მასალებთან შედარებით17,20. ეს მაჩვენებელი მიღწეულია ამ MLC-ების ძალიან დაბალი გაჟონვის დენის წყალობით (<10−7 A 750 ვოლტსა და 180 °C-ზე, დეტალები იხილეთ დამატებით შენიშვნა 6-ში) - მნიშვნელოვანი საკითხი, რომელიც სმიტმა და სხვებმა ახსენეს19 - ადრინდელ კვლევებში გამოყენებულ მასალებთან შედარებით17,20. 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 წყალობით (<10–7 A 750 ვოლტსა და 180 °C-ზე, დეტალებისთვის იხილეთ დამატებითი შენიშვნა 6) – კრიტიკული წერტილი, რომელიც სმიტმა და სხვებმა ახსენეს 19 – ადრინდელ კვლევებში გამოყენებულ მასალებთან შედარებით17,20.由于这些MLC 的泄漏电流非常低（在750 V 和180 °C 时<10-7 A，请参见补充说明6中的详细信息）——სმიტი 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,20料1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 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 之下 相比之下 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 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 ვოლტსა და 180 °C-ზე, დეტალებისთვის იხილეთ დამატებითი შენიშვნა 6) – მნიშვნელოვანი პუნქტი, რომელიც შედარებისთვის ახსენეს სმიტმა და სხვებმა. 19 – ეს მაჩვენებლები მიღწეული იქნა.ადრეულ კვლევებში გამოყენებულ მასალებთან 17,20.
იგივე პირობები (600 ვ, 20–90 °C) გამოიყენებოდა სტირლინგის ციკლზეც (დამატებითი შენიშვნა 7). როგორც DE ციკლის შედეგებიდან იყო მოსალოდნელი, გამოსავლიანობა იყო 41.0 მჯ. სტირლინგის ციკლების ერთ-ერთი ყველაზე თვალშისაცემი მახასიათებელია მათი უნარი, გააძლიერონ საწყისი ძაბვა თერმოელექტრული ეფექტის მეშვეობით. ჩვენ დავაკვირდით ძაბვის მატებას 39-მდე (15 ვ საწყისი ძაბვიდან 590 ვ-მდე საბოლოო ძაბვამდე, იხილეთ დამატებითი ნახ. 7.2).
ამ MLC-ების კიდევ ერთი გამორჩეული თვისება ის არის, რომ ისინი წარმოადგენენ მაკროსკოპულ ობიექტებს, რომლებიც საკმარისად დიდია ჯოულის დიაპაზონში ენერგიის შესაგროვებლად. ამიტომ, ჩვენ ავაწყვეთ პროტოტიპის შემგროვებელი მოწყობილობა (HARV1) 28 MLC PST 1 მმ სისქის გამოყენებით, იგივე პარალელური ფირფიტის დიზაინის გამოყენებით, რომელიც აღწერილია ტორელოს და სხვების მიერ.14, 7×4 მატრიცაში, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 2ა-ზე. სითბოს გადამტანი დიელექტრიკული სითხე კოლექტორში გადაადგილებულია პერისტალტიკური ტუმბოთი ორ რეზერვუარს შორის, სადაც სითხის ტემპერატურა მუდმივად შენარჩუნებულია (მეთოდი). შეგროვდა 3.1 ჯ-მდე ნახ. 2ა-ზე აღწერილი ოლსონის ციკლის გამოყენებით, იზოთერმული რეგიონები 10°C და 125°C ტემპერატურაზე და იზოველის რეგიონები 0 და 750 ვ-ზე (195 კვ სმ-1). ეს შეესაბამება 3.14 ჯ სმ-3 ენერგიის სიმკვრივეს. ამ კომბაინის გამოყენებით, გაზომვები ჩატარდა სხვადასხვა პირობებში (ნახ. 2ბ). გაითვალისწინეთ, რომ 1.8 ჯ მიღებული იქნა 80°C ტემპერატურის დიაპაზონში და 600 ვ ძაბვაზე (155 კვ სმ-1). ეს კარგად შეესაბამება ზემოთ ნახსენებ 65 მჯ-ს 1 მმ სისქის PST MLC-ისთვის იმავე პირობებში (28 × 65 = 1820 მჯ).
ა, ოლსონის ციკლებზე მომუშავე 28 MLC PST-ზე დაფუძნებული აწყობილი HARV1 პროტოტიპის ექსპერიმენტული დაყენება. ოთხი ციკლის საფეხურიდან თითოეულისთვის პროტოტიპში მოცემულია ტემპერატურა და ძაბვა. კომპიუტერი მართავს პერისტალტიკურ ტუმბოს, რომელიც ცირკულირებს დიელექტრიკულ სითხეს ცირკულირებს ცივ და ცხელ რეზერვუარებს, ორ სარქველსა და კვების წყაროს შორის. კომპიუტერი ასევე იყენებს თერმოწყვილებს პროტოტიპისთვის მიწოდებული ძაბვისა და დენის და კვების წყაროდან კომბაინის ტემპერატურის შესახებ მონაცემების შესაგროვებლად. ბ, ჩვენი 4×7 MLC პროტოტიპის მიერ შეგროვებული ენერგია (ფერი) ტემპერატურის დიაპაზონის (X-ღერძი) და ძაბვის (Y-ღერძი) მიმართ სხვადასხვა ექსპერიმენტში.
მოსავლის აღების აპარატის (HARV2) უფრო დიდი ვერსია, რომელიც შედგებოდა 60 PST MLC-ისგან 1 მმ სისქით და 160 PST MLC-ისგან 0.5 მმ სისქით (41.7 გ აქტიური პიროელექტრული მასალით), იძლეოდა 11.2 ჯ-ს (დამატებითი შენიშვნა 8). 1984 წელს ოლსენმა დაამზადა ენერგიის მოსავლის აღების აპარატი, რომელიც დაფუძნებული იყო კალით დოპირებულ Pb(Zr,Ti)O3 ნაერთზე, რომელიც 317 გ-ს ეფუძნებოდა და რომელსაც შეეძლო 6.23 ჯ ელექტროენერგიის გენერირება დაახლოებით 150 °C ტემპერატურაზე (მითითება 21). ამ კომბაინისთვის ეს არის ერთადერთი სხვა მნიშვნელობა, რომელიც ხელმისაწვდომია ჯოულის დიაპაზონში. მან მიიღო ჩვენს მიერ მიღწეული მნიშვნელობის ნახევარზე ოდნავ მეტი და თითქმის შვიდჯერ უკეთესი ხარისხი. ეს ნიშნავს, რომ HARV2-ის ენერგიის სიმკვრივე 13-ჯერ მეტია.
HARV1 ციკლის პერიოდი 57 წამია. ამან წარმოქმნა 54 მვტ სიმძლავრე 1 მმ სისქის MLC კომპლექტების 7 სვეტის 4 რიგით. კიდევ ერთი ნაბიჯის გადასადგმელად, ჩვენ ავაწყვეთ მესამე კომბაინი (HARV3) 0.5 მმ სისქის PST MLC-ით და HARV1-ისა და HARV2-ის მსგავსი სისტემით (დამატებითი შენიშვნა 9). ჩვენ გავზომეთ თერმალიზაციის დრო 12.5 წამი. ეს შეესაბამება 25 წამიან ციკლის დროს (დამატებითი სურ. 9). შეგროვებული ენერგია (47 მჯ) იძლევა 1.95 მვტ ელექტროენერგიას თითო MLC-ზე, რაც თავის მხრივ საშუალებას გვაძლევს წარმოვიდგინოთ, რომ HARV2 აწარმოებს 0.55 ვატს (დაახლოებით 1.95 მვტ × 280 PST MLC 0.5 მმ სისქის). გარდა ამისა, ჩვენ მოვახდინეთ სითბოს გადაცემის სიმულაცია სასრული ელემენტების სიმულაციის გამოყენებით (COMSOL, დამატებითი შენიშვნა 10 და დამატებითი ცხრილები 2-4), რომელიც შეესაბამება HARV1 ექსპერიმენტებს. სასრული ელემენტების მოდელირებამ შესაძლებელი გახადა თითქმის ერთი რიგის სიდიდის (430 მვტ) მაღალი სიმძლავრის მნიშვნელობების პროგნოზირება იმავე რაოდენობის PST სვეტებისთვის MLC-ის 0.2 მმ-მდე გათხელებით, წყლის გამოყენებით, როგორც გამაგრილებელი და მატრიცის 7 რიგამდე აღდგენით. × 4 სვეტი (გარდა ამისა, , როდესაც ავზი კომბაინის გვერდით იყო, იყო 960 მვტ, დამატებითი ნახ. 10ბ).
ამ კოლექტორის სარგებლიანობის დემონსტრირებისთვის, სტირლინგის ციკლი გამოყენებული იქნა დამოუკიდებელ დემონსტრატორზე, რომელიც შედგებოდა მხოლოდ ორი 0.5 მმ სისქის PST MLC-ისგან, როგორც სითბოს კოლექტორებისგან, მაღალი ძაბვის გადამრთველისგან, დაბალი ძაბვის გადამრთველისგან შემნახველი კონდენსატორით, DC/DC გადამყვანისგან, დაბალი სიმძლავრის მიკროკონტროლერისგან, ორი თერმოწყვილისა და ბუსტ გადამყვანისგან (დამატებითი შენიშვნა 11). სქემა მოითხოვს, რომ შემნახველი კონდენსატორი თავდაპირველად დაიტენოს 9 ვოლტზე და შემდეგ იმუშაოს ავტონომიურად, სანამ ორი MLC-ის ტემპერატურა მერყეობს -5°C-დან 85°C-მდე, აქ 160 წამიანი ციკლებით (რამდენიმე ციკლი ნაჩვენებია დამატებით შენიშვნა 11-ში). აღსანიშნავია, რომ მხოლოდ 0.3 გრამი წონის ორ MLC-ს შეუძლია ავტონომიურად მართოს ეს დიდი სისტემა. კიდევ ერთი საინტერესო მახასიათებელია ის, რომ დაბალი ძაბვის გადამყვანს შეუძლია 400 ვოლტი 10-15 ვოლტად გარდაქმნას 79%-იანი ეფექტურობით (დამატებითი შენიშვნა 11 და დამატებითი სურათი 11.3).
და ბოლოს, ჩვენ შევაფასეთ ამ MLC მოდულების ეფექტურობა თერმული ენერგიის ელექტრო ენერგიად გარდაქმნაში. ეფექტურობის ხარისხის კოეფიციენტი η განისაზღვრება, როგორც შეგროვებული ელექტროენერგიის Nd სიმკვრივის თანაფარდობა მიწოდებული სითბოს Qin სიმკვრივესთან (დამატებითი შენიშვნა 12):
ნახაზები 3ა და ბ აჩვენებს ოლსენის ციკლის ეფექტურობას η და პროპორციულ ეფექტურობას ηr, შესაბამისად, 0.5 მმ სისქის PST MLC-ის ტემპერატურული დიაპაზონის ფუნქციის მიხედვით. ორივე მონაცემთა ნაკრები მოცემულია 195 კვ სმ-1 ელექტრული ველისთვის. ეფექტურობა \(\ეს\) აღწევს 1.43%-ს, რაც ηr-ის 18%-ის ეკვივალენტურია. თუმცა, 10 K ტემპერატურის დიაპაზონისთვის 25 °C-დან 35 °C-მდე, ηr აღწევს მნიშვნელობებს 40%-მდე (ლურჯი მრუდი ნახ. 3ბ-ზე). ეს ორჯერ აღემატება PMN-PT ფირებში დაფიქსირებულ NLP მასალებისთვის ცნობილ მნიშვნელობას (ηr = 19%) 10 K და 300 კვ სმ-1 ტემპერატურის დიაპაზონში (მითითება 18). 10 K-ზე დაბალი ტემპერატურის დიაპაზონები არ იყო გათვალისწინებული, რადგან PST MLC-ის თერმული ჰისტერეზისი 5-დან 8 K-მდეა. ფაზური გადასვლების ეფექტურობაზე დადებითი ეფექტის ამოცნობა კრიტიკულად მნიშვნელოვანია. სინამდვილეში, η და ηr-ის ოპტიმალური მნიშვნელობები თითქმის ყველა მიღებულია საწყის ტემპერატურაზე Ti = 25°C, ნახ. 3ა, ბ-ზე. ეს განპირობებულია ფაზური გადასვლით, როდესაც ველი არ გამოიყენება და კიურის ტემპერატურა TC დაახლოებით 20°C-ია ამ MLC-ებში (დამატებითი შენიშვნა 13).
a,b, ეფექტურობა η და ოლსონის ციკლის პროპორციული ეფექტურობა (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot}} მაქსიმალური ელექტრული დენის შემთხვევაში 195 კვ სმ-1 ველით და სხვადასხვა საწყისი ტემპერატურით Ti, }}\,\)(b) 0.5 მმ სისქის MPC PST-ისთვის, ტემპერატურის ინტერვალიდან ΔTspan-ის მიხედვით.
ამ უკანასკნელ დაკვირვებას ორი მნიშვნელოვანი შედეგი მოჰყვება: (1) ნებისმიერი ეფექტური ციკლი უნდა დაიწყოს TC-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, რათა მოხდეს ველით გამოწვეული ფაზური გადასვლა (პარაელექტრულიდან ფეროელექტრულზე); (2) ეს მასალები უფრო ეფექტურია TC-სთან ახლოს მუშაობის დროს. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენს ექსპერიმენტებში ნაჩვენებია ფართომასშტაბიანი ეფექტურობა, შეზღუდული ტემპერატურის დიაპაზონი არ გვაძლევს საშუალებას მივაღწიოთ დიდ აბსოლუტურ ეფექტურობას კარნოს ლიმიტის (\(\Delta T/T\)) გამო. თუმცა, ამ PST MLC-ების მიერ დემონსტრირებული შესანიშნავი ეფექტურობა ამართლებს ოლსენს, როდესაც ის ახსენებს, რომ „იდეალურ 20-ე კლასის რეგენერაციულ თერმოელექტრულ ძრავას, რომელიც მუშაობს 50 °C-დან 250 °C-მდე ტემპერატურაზე, შეიძლება ჰქონდეს 30%-იანი ეფექტურობა“17. ამ მნიშვნელობების მისაღწევად და კონცეფციის შესამოწმებლად, სასარგებლო იქნებოდა სხვადასხვა TC-ებით დოპირებული PST-ების გამოყენება, როგორც ეს შებანოვმა და ბორმანმა შეისწავლეს. მათ აჩვენეს, რომ PST-ში TC შეიძლება იცვლებოდეს 3°C-დან (Sb-ით დოპირება) 33°C-მდე (Ti-ით დოპირება)22. ამიტომ, ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ ახალი თაობის პიროელექტრული რეგენერატორები, რომლებიც დაფუძნებულია დოპირებულ PST MLC-ებზე ან სხვა მასალებზე, რომლებსაც აქვთ ძლიერი პირველი რიგის ფაზური გადასვლა, შეუძლიათ კონკურენცია გაუწიონ საუკეთესო ენერგიის შემგროვებლებს.
ამ კვლევაში ჩვენ გამოვიკვლიეთ PST-სგან დამზადებული MLC-ები. ეს მოწყობილობები შედგება Pt და PST ელექტროდების სერიისგან, სადაც პარალელურად რამდენიმე კონდენსატორია შეერთებული. PST შეირჩა, რადგან ის შესანიშნავი ელექტროქიმიური მასალაა და შესაბამისად, პოტენციურად შესანიშნავი NLP მასალა. ის ავლენს მკვეთრ პირველი რიგის ფეროელექტრულ-პარაელექტრულ ფაზურ გადასვლას დაახლოებით 20°C ტემპერატურაზე, რაც მიუთითებს, რომ მისი ენტროპიის ცვლილებები მსგავსია ნახ. 1-ში ნაჩვენებისა. მსგავსი MLC-ები 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-ები. 1 მმ და 0.5 მმ სისქის MLC-ები დამზადდა PST-ის 19 და 9 ფენისგან, შესაბამისად, 38.6 µm სისქით. ორივე შემთხვევაში, შიდა PST ფენა მოთავსებული იყო 2.05 µm სისქის პლატინის ელექტროდებს შორის. ამ MLC-ების დიზაინი ვარაუდობს, რომ PST-ების 55% აქტიურია, რაც შეესაბამება ელექტროდებს შორის არსებულ ნაწილს (დამატებითი შენიშვნა 1). აქტიური ელექტროდის ფართობი იყო 48.7 მმ2 (დამატებითი ცხრილი 5). MLC PST მომზადდა მყარი ფაზის რეაქციით და ჩამოსხმის მეთოდით. ​​მომზადების პროცესის დეტალები აღწერილია წინა სტატიაში14. PST MLC-სა და წინა სტატიას შორის ერთ-ერთი განსხვავებაა B-გვერდების თანმიმდევრობა, რაც მნიშვნელოვნად მოქმედებს ელექტროქიმიური ფილტრაციის მუშაობაზე PST-ში. PST MLC-ის B-გვერდების თანმიმდევრობაა 0.75 (დამატებითი შენიშვნა 2), მიღებული 1400°C-ზე შედუღებით, რასაც მოჰყვება ასობით საათის განმავლობაში გამოწვა 1000°C-ზე. PST MLC-ის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ დამატებითი შენიშვნები 1-3 და დამატებითი ცხრილი 5.
ამ კვლევის მთავარი კონცეფცია ოლსონის ციკლს ეფუძნება (სურ. 1). ასეთი ციკლისთვის ჩვენ გვჭირდება ცხელი და ცივი რეზერვუარი და კვების წყარო, რომელსაც შეუძლია სხვადასხვა MLC მოდულებში ძაბვისა და დენის მონიტორინგი და კონტროლი. ეს პირდაპირი ციკლები იყენებდა ორ განსხვავებულ კონფიგურაციას, კერძოდ (1) Linkam მოდულები ათბობდნენ და აგრილებდნენ ერთ MLC-ს, რომელიც დაკავშირებული იყო Keithley 2410 კვების წყაროსთან და (2) სამ პროტოტიპს (HARV1, HARV2 და HARV3) პარალელურად იმავე წყაროს ენერგიით. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, ორ რეზერვუარსა (ცხელ და ცივ) და MLC-ს შორის სითბოს გაცვლისთვის გამოყენებული იყო დიელექტრული სითხე (სილიკონის ზეთი 5 cP სიბლანტით 25°C ტემპერატურაზე, შეძენილი Sigma Aldrich-ისგან). თერმული რეზერვუარი შედგება მინის კონტეინერისგან, რომელიც სავსეა დიელექტრული სითხით და მოთავსებულია თერმული ფირფიტის თავზე. მაცივარი შედგება წყლის აბაზანისგან, რომლის მილები შეიცავს დიელექტრულ სითხეს დიდ პლასტმასის კონტეინერში, რომელიც სავსეა წყლითა და ყინულით. კომბაინის თითოეულ ბოლოში განთავსებული იყო ორი სამმხრივი პინჩ-სარქველი (შეძენილი Bio-Chem Fluidics-ისგან) სითხის ერთი რეზერვუარიდან მეორეში სწორად გადასართავად (სურათი 2ა). PST-MLC პაკეტსა და გამაგრილებელს შორის თერმული წონასწორობის უზრუნველსაყოფად, ციკლის პერიოდი გაგრძელდა მანამ, სანამ შესასვლელი და გამოსასვლელი თერმოწყვილები (რაც შეიძლება ახლოს PST-MLC პაკეტთან) ერთსა და იმავე ტემპერატურას არ აჩვენებდნენ. Python-ის სკრიპტი მართავს და სინქრონიზებს ყველა ინსტრუმენტს (წყაროს მრიცხველები, ტუმბოები, სარქველები და თერმოწყვილები) სწორი ოლსონის ციკლის გასაშვებად, ანუ გამაგრილებლის ციკლი იწყებს ციკლს PST დასტაში წყაროს მრიცხველის დატენვის შემდეგ ისე, რომ ისინი გაცხელდნენ მოცემული ოლსონის ციკლისთვის სასურველი გამოყენებული ძაბვით.
ალტერნატიულად, ჩვენ დავადასტურეთ შეგროვებული ენერგიის ეს პირდაპირი გაზომვები არაპირდაპირი მეთოდებით. ეს არაპირდაპირი მეთოდები ეფუძნება სხვადასხვა ტემპერატურაზე შეგროვებულ ელექტრულ გადაადგილებას (D) - ელექტრული ველის (E) ველის მარყუჟებს და ორ DE მარყუჟს შორის ფართობის გამოთვლით, შესაძლებელია ზუსტად შეფასდეს, თუ რამდენი ენერგიის შეგროვებაა შესაძლებელი, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში. 1b. ეს DE მარყუჟები ასევე გროვდება Keithley-ის წყაროს მრიცხველების გამოყენებით.
ოცდარვა 1 მმ სისქის PST MLC აწყობილი იქნა 4 რიგიან, 7 სვეტიან პარალელურ ფირფიტის სტრუქტურაში, მითითებაში აღწერილი დიზაინის შესაბამისად. 14. PST-MLC რიგებს შორის სითხის უფსკრული 0.75 მმ-ია. ეს მიიღწევა PST MLC-ის კიდეებზე სითხის შუასადებად ორმხრივი ლენტის ზოლების დამატებით. PST MLC ელექტრონულად დაკავშირებულია პარალელურად ვერცხლის ეპოქსიდური ხიდით, რომელიც კონტაქტშია ელექტროდის კაბელებთან. ამის შემდეგ, ელექტროდის ტერმინალების თითოეულ მხარეს მავთულები ვერცხლის ეპოქსიდური ფისით იყო დაწებებული ელექტროდის წყაროსთან შესაერთებლად. დაბოლოს, მთელი სტრუქტურა ჩასვით პოლიოლეფინის შლანგში. ეს უკანასკნელი მიმაგრებულია სითხის მილზე სათანადო დალუქვის უზრუნველსაყოფად. დაბოლოს, PST-MLC სტრუქტურის თითოეულ ბოლოში ჩაშენებულია 0.25 მმ სისქის K-ტიპის თერმოწყვილები შესასვლელი და გამოსასვლელი სითხის ტემპერატურის მონიტორინგისთვის. ამისათვის შლანგი ჯერ უნდა იყოს პერფორირებული. თერმოწყვილის დაყენების შემდეგ, თერმოწყვილის შლანგსა და მავთულს შორის წაუსვით იგივე წებოვანი ნივთიერება, რაც ადრე იყო დაწებებული დალუქვის აღსადგენად.
აშენდა რვა ცალკეული პროტოტიპი, რომელთაგან ოთხს ჰქონდა 40 0.5 მმ სისქის MLC PST, განაწილებული პარალელური ფირფიტების სახით 5 სვეტით და 8 რიგით, ხოლო დანარჩენ ოთხს ჰქონდა 15 1 მმ სისქის MLC PST, თითოეულს 3 სვეტიანი × 5 რიგიანი პარალელური ფირფიტის სტრუქტურაში. გამოყენებული PST MLC-ების საერთო რაოდენობა იყო 220 (160 0.5 მმ სისქის და 60 PST MLC 1 მმ სისქის). ჩვენ ამ ორ ქვეერთეულს ვუწოდებთ HARV2_160 და HARV2_60. პროტოტიპ HARV2_160-ში სითხის უფსკრული შედგება ორი ორმხრივი 0.25 მმ სისქის ლენტისგან, რომელთა შორისაც 0.25 მმ სისქის მავთულია. HARV2_60 პროტოტიპისთვის ჩვენ გავიმეორეთ იგივე პროცედურა, მაგრამ 0.38 მმ სისქის მავთულის გამოყენებით. სიმეტრიისთვის, HARV2_160-ს და HARV2_60-ს აქვთ საკუთარი სითხის წრედები, ტუმბოები, სარქველები და ცივი მხარე (დამატებითი შენიშვნა 8). ორი HARV2 ერთეული იყენებს სითბოს რეზერვუარს, 3 ლიტრიან კონტეინერს (30 სმ x 20 სმ x 5 სმ), რომელიც მოთავსებულია ორ ცხელ ფირფიტაზე მბრუნავი მაგნიტებით. რვავე ინდივიდუალური პროტოტიპი ელექტრონულად არის დაკავშირებული პარალელურად. HARV2_160 და HARV2_60 ქვეერთეულები ერთდროულად მუშაობენ ოლსონის ციკლში, რაც იწვევს 11.2 ჯ ენერგიის მიღებას.
სითხის ნაკადისთვის სივრცის შესაქმნელად, 0.5 მმ სისქის PST MLC მოათავსეთ პოლიოლეფინის შლანგში ორმხრივი ლენტითა და ორივე მხარეს მავთულით. მცირე ზომის გამო, პროტოტიპი ცხელი ან ცივი რეზერვუარის სარქვლის გვერდით მოათავსეს, რაც ციკლის დროს მინიმუმამდე დაიყვანება.
PST MLC-ში, გამათბობელ ტოტზე მუდმივი ძაბვის მიწოდებით, მუდმივი ელექტრული ველი გამოიყენება. შედეგად, წარმოიქმნება უარყოფითი თერმული დენი და ენერგია გროვდება. PST MLC-ის გაცხელების შემდეგ, ველი იხსნება (V = 0) და მასში შენახული ენერგია ბრუნდება წყაროს მრიცხველში, რაც შეესაბამება შეგროვებული ენერგიის კიდევ ერთ წვლილს. და ბოლოს, V = 0 ძაბვის მიწოდებით, MLC PST-ები გაცივდება საწყის ტემპერატურამდე, რათა ციკლი თავიდან დაიწყოს. ამ ეტაპზე ენერგია არ გროვდება. ჩვენ ოლსენის ციკლი ჩავატარეთ Keithley 2410 SourceMeter-ის გამოყენებით, PST MLC დავტენეთ ძაბვის წყაროდან და დენის შესაბამისობა დავაყენეთ შესაბამის მნიშვნელობაზე, რათა დატენვის ფაზაში საკმარისი რაოდენობა შეგვეგროვებინა ენერგიის საიმედო გამოთვლებისთვის.
სტირლინგის ციკლებში, PST MLC-ები დაიტენა ძაბვის წყაროს რეჟიმში საწყისი ელექტრული ველის მნიშვნელობით (საწყისი ძაბვა Vi > 0), სასურველი შესაბამისობის დენით ისე, რომ დატენვის საფეხური დაახლოებით 1 წამს გაგრძელდეს (და საკმარისი წერტილები გროვდება ენერგიის საიმედო გაანგარიშებისთვის) და ცივი ტემპერატურით. სტირლინგის ციკლებში, PST MLC-ები დაიტენა ძაბვის წყაროს რეჟიმში საწყისი ელექტრული ველის მნიშვნელობით (საწყისი ძაბვა Vi > 0), სასურველი შესაბამისობის დენით ისე, რომ დატენვის საფეხური დაახლოებით 1 წამს გაგრძელდეს (და საკმარისი წერტილები გროვდება ენერგიის საიმედო გაანგარიშებისთვის) და ცივი ტემპერატურით. In ციკლი Stirlinga PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном значении электрического поля (начальное напряжение Vi > 0), желаемом податливом токе, так что наложеное зарядки. количество точек для надежного расчета энергия) и холодная температура. სტირლინგის PST MLC ციკლებში, ისინი დაიტენა ძაბვის წყაროს რეჟიმში ელექტრული ველის საწყისი მნიშვნელობით (საწყისი ძაბვა Vi > 0), სასურველი გამოსავლიანობის დენით, ისე, რომ დატენვის ეტაპს დასჭირდეს დაახლოებით 1 წმ (და საკმარისი რაოდენობის წერტილები შეგროვდა ენერგიის საიმედო გაანგარიშებისთვის) და ცივი ტემპერატურა.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。 მასტერ ციკლში, PST MLC იტენება ელექტრული ველის საწყისი მნიშვნელობით (საწყისი ძაბვა Vi > 0) ძაბვის წყაროს რეჟიმში, ისე, რომ საჭირო შესაბამისობის დენს დატენვის ეტაპისთვის დაახლოებით 1 წამი სჭირდება (და ჩვენ საკმარისი ქულები შევაგროვეთ (ენერგია) და დაბალი ტემპერატურა საიმედოდ გამოსათვლელად). In ციკლი Stirlinga PST MLC заряжается в режиме источника напряжения со начальным значением электрического поля (начальное напряжение Vi > 0), требуемый ток податливости таква, что этапись наоколу1 зарядки. количество точек, чтобы надежно рассчитать энергию) и დაბალი ტემპერატურы. სტირლინგის ციკლში, PST MLC იტენება ძაბვის წყაროს რეჟიმში ელექტრული ველის საწყისი მნიშვნელობით (საწყისი ძაბვა Vi > 0), საჭირო შესაბამისობის დენი ისეთია, რომ დატენვის ეტაპი დაახლოებით 1 წმ-ს გრძელდება (და საკმარისი რაოდენობის წერტილები გროვდება ენერგიის საიმედოდ გამოსათვლელად) და დაბალი ტემპერატურებით.სანამ PST MLC გაცხელდება, გახსენით წრედი I = 0 mA შესაბამისი დენის გამოყენებით (მინიმალური შესაბამისი დენი, რომლის დამუშავებაც ჩვენს საზომ წყაროს შეუძლია, არის 10 nA). შედეგად, MJK-ის PST-ში მუხტი რჩება და ძაბვა იზრდება ნიმუშის გაცხელებასთან ერთად. BC მკლავში ენერგია არ გროვდება, რადგან I = 0 mA. მაღალი ტემპერატურის მიღწევის შემდეგ, MLT FT-ში ძაბვა იზრდება (ზოგიერთ შემთხვევაში 30-ჯერ მეტჯერ, იხილეთ დამატებითი სურ. 7.2), MLK FT განიმუხტება (V = 0) და ელექტროენერგია ინახება მათში იმავე დროის განმავლობაში, რაც ისინი საწყისი მუხტია. იგივე დენის შესაბამისობა უბრუნდება მრიცხველ-წყაროს. ძაბვის მომატების გამო, მაღალ ტემპერატურაზე შენახული ენერგია უფრო მაღალია, ვიდრე ციკლის დასაწყისში იყო მოწოდებული. შესაბამისად, ენერგია მიიღება სითბოს ელექტროენერგიად გარდაქმნით.
PST MLC-ზე მიწოდებული ძაბვისა და დენის მონიტორინგისთვის გამოვიყენეთ Keithley 2410 SourceMeter. შესაბამისი ენერგია გამოითვლება Keithley-ის წყაროს მრიცხველის მიერ წაკითხული ძაბვისა და დენის ნამრავლის ინტეგრირებით, \(E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\left(t\ right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\), სადაც τ არის პერიოდის პერიოდი. ჩვენს ენერგიის მრუდზე, დადებითი ენერგიის მნიშვნელობები ნიშნავს ენერგიას, რომელიც უნდა მივცეთ MLC PST-ს, ხოლო უარყოფითი მნიშვნელობები ნიშნავს ენერგიას, რომელსაც მათგან ვიღებთ და შესაბამისად, მიღებულ ენერგიას. მოცემული შეგროვების ციკლის ფარდობითი სიმძლავრე განისაზღვრება შეგროვებული ენერგიის მთელი ციკლის τ პერიოდზე გაყოფით.
ყველა მონაცემი წარმოდგენილია ძირითად ტექსტში ან დამატებით ინფორმაციაში. წერილები და მასალების მოთხოვნები უნდა იყოს მიმართული ამ სტატიაში მოცემული AT ან ED მონაცემების წყაროზე.
ანდო ჯუნიორი, ოჰაიო, მარანი, ალო და ჰენაო, ჩრდილოეთი კაროლინა. ენერგიის მოპოვებისთვის თერმოელექტრული მიკროგენერატორების შემუშავებისა და გამოყენების მიმოხილვა. ანდო ჯუნიორი, ოჰაიო, მარანი, ალო და ჰენაო, ჩრდილოეთი კაროლინა. ენერგიის მოპოვებისთვის თერმოელექტრული მიკროგენერატორების შემუშავებისა და გამოყენების მიმოხილვა.ანდო ჯუნიორი, ოჰაიო, მარანი, ალო და ჰენაო, ჩრდილოეთი კაროლინა. ენერგიის მოპოვებისთვის თერმოელექტრული მიკროგენერატორების შემუშავებისა და გამოყენების მიმოხილვა. 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, NCოჰაიოს შტატის ქალაქები ანდო ჯუნიორი, მარანი, ალო და ჩრდილოეთ კაროლინა, ქალაქ ჰენაო განიხილავენ ენერგიის მოპოვებისთვის თერმოელექტრული მიკროგენერატორების შემუშავებასა და გამოყენებას.რეზიუმე. მხარდაჭერა. ენერგიის მიმოხილვა 91, 376–393 (2018).
პოლმანი, ა., ნაითი, მ., გარნეტი, ე.ს., ერლერი, ბ. და სინკე, ვ.ს. ფოტოელექტრული მასალები: ამჟამინდელი ეფექტურობა და სამომავლო გამოწვევები. პოლმანი, ა., ნაითი, მ., გარნეტი, ე.ს., ერლერი, ბ. და სინკე, ვ.ს. ფოტოელექტრული მასალები: ამჟამინდელი ეფექტურობა და სამომავლო გამოწვევები.პოლმანი, ა., ნაითი, მ., გარნეტი, ე.კ., ერლერი, ბ. და სინკე, ვ.კ. ფოტოელექტრული მასალები: მიმდინარე მახასიათებლები და სამომავლო 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。 პოლმანი, ა., ნაითი, მ., გარნეტი, ე.ს., ერლერი, ბ. და სინკე, ვ.ს. მზის ენერგიის მასალები: ამჟამინდელი ეფექტურობა და სამომავლო გამოწვევები.პოლმანი, ა., ნაითი, მ., გარნეტი, ე.კ., ერლერი, ბ. და სინკე, ვ.კ. ფოტოელექტრული მასალები: მიმდინარე მახასიათებლები და სამომავლო გამოწვევები.მეცნიერება 352, aad4424 (2016).
სონგი, კ., ჟაო, რ., ვანგი, ზ.ლ. და იანგი, ი. შეერთებული პირო-პიეზოელექტრული ეფექტი ტემპერატურისა და წნევის ერთდროული აღმოჩენისთვის, რომელიც თვითმომუშავეა. სონგი, კ., ჟაო, რ., ვანგი, ზ.ლ. და იანგი, ი. შეერთებითი პირო-პიეზოელექტრული ეფექტი ტემპერატურისა და წნევის ერთდროული აღმოჩენისთვის, რომელიც თვითმოხმარების რეჟიმში მუშაობს.სონგ კ., ჟაო რ., ვანგ ზ.ლ. და იან იუ. ტემპერატურისა და წნევის ავტონომიური ერთდროული გაზომვის კომბინირებული პიროპიეზოელექტრული ეფექტი. 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。 სონგი, კ., ჟაო, რ., ვანგი, ზ.ლ. და იანგი, ი. ტემპერატურისა და წნევის პარალელურად თვითმომარაგებისთვის.სონგ კ., ჟაო რ., ვანგ ზ.ლ. და იან იუ. ტემპერატურისა და წნევის ავტონომიური ერთდროული გაზომვის კომბინირებული თერმოპიეზოელექტრული ეფექტი.წინ. ალმა მატერი 31, 1902831 (2019).
სებალდი, გ., პრუვოსტი, ს. და გაიომარი, დ. ენერგიის შეგროვება Ericsson-ის პიროელექტრული ციკლების საფუძველზე რელაქსორულ ფეროელექტრულ კერამიკაში. სებალდი, გ., პრუვოსტი, ს. და გაიომარი, დ. ენერგიის შეგროვება Ericsson-ის პიროელექტრული ციკლების საფუძველზე რელაქსორულ ფეროელექტრულ კერამიკაში.სებალდ გ., პრუვოსტი ს. და გაიომარი დ. ენერგიის შეგროვება პიროელექტრული ერიქსონის ციკლების საფუძველზე რელაქსორულ ფეროელექტრულ კერამიკაში.სებალდ გ., პრუვოსტი ს. და გაიომარი დ. ენერგიის შეგროვება რელაქსორულ ფეროელექტრულ კერამიკაში ერიქსონის პიროელექტრული ციკლის საფუძველზე. Smart alma mater. structure. 17, 15012 (2007).
ალპაი, ს.პ., მანტეზე, ჯ., ტროლიერ-მაკინსტრი, ს., ჟანგი, ქ. და უოტმორი, რ.ვ. მყარი მდგომარეობის ელექტროთერმული ენერგიის ურთიერთგარდაქმნისთვის ახალი თაობის ელექტროკალორიული და პიროელექტრული მასალები. ალპაი, ს.პ., მანტეზე, ჯ., ტროლიერ-მაკინსტრი, ს., ჟანგი, ქ. და უოტმორი, რ.ვ. მყარი მდგომარეობის ელექტროთერმული ენერგიის ურთიერთგარდაქმნისთვის ახალი თაობის ელექტროკალორიული და პიროელექტრული მასალები. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материјали следующего поколения для взаимного преобразования электромической эвердотельной. ალპაი, ს.პ., მანტეზე, ჯ., ტროლიერ-მაკინსტრი, ს., ჟანგი, ქ. და უოტმორი, რ.ვ. მყარი მდგომარეობის ელექტროთერმული ენერგიის ურთიერთგარდაქმნისთვის ახალი თაობის ელექტროკალორიული და პიროელექტრული მასალები. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. ალპაი, ს.პ., მანტეზე, ჯ., ტროლიერ-მაკინსტრი, ს., ჟანგი, ქ. და უოტმორი, რ.ვ. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материјали следующего поколения для взаимного преобразования электромической эвердотельной. ალპაი, ს.პ., მანტეზე, ჯ., ტროლიერ-მაკინსტრი, ს., ჟანგი, ქ. და უოტმორი, რ.ვ. მყარი მდგომარეობის ელექტროთერმული ენერგიის ურთიერთგარდაქმნისთვის ახალი თაობის ელექტროკალორიული და პიროელექტრული მასალები.ლედი ბული. 39, 1099–1109 (2014).
ჟანგი, კ., ვანგი, ი., ვანგი, ზ.ლ. და იანგი, ი. პიროელექტრული ნანოგენერატორების მუშაობის რაოდენობრივი განსაზღვრის სტანდარტი და დამსახურების მაჩვენებელი. ჟანგი, კ., ვანგი, ი., ვანგი, ზ.ლ. და იანგი, ი. პიროელექტრული ნანოგენერატორების მუშაობის რაოდენობრივი განსაზღვრის სტანდარტი და დამსახურების მაჩვენებელი.ჟანგი, კ., ვანგი, ი., ვანგი, ზ.ლ. და იანგი, იუ. პიროელექტრული ნანოგენერატორების მუშაობის რაოდენობრივი შეფასების სტანდარტული და ხარისხის ქულა. 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.ჟანგი, კ., ვანგი, ი., ვანგი, ზ.ლ. და იანგი, იუ. პიროელექტრული ნანოგენერატორის მუშაობის რაოდენობრივი განსაზღვრის კრიტერიუმები და შესრულების საზომები.ნანო ენერგია 55, 534–540 (2019).
კროსლი, ს., ნაირი, ბ., უოტმორი, რ.ვ., მოია, შ. და მატური, ნ.დ. ელექტროკალორიული გაგრილების ციკლები ტყვიის სკანდიუმის ტანტალატში ნამდვილი რეგენერაციით ველის ვარიაციის გზით. კროსლი, ს., ნაირი, ბ., უოტმორი, რ.ვ., მოია, შ. და მატური, ნ.დ. ელექტროკალორიული გაგრილების ციკლები ტყვიის სკანდიუმის ტანტალატში ნამდვილი რეგენერაციით ველის ვარიაციის გზით.კროსლი, ს., ნაირი, ბ., უოტმორი, რ.ვ., მოია, შ. და მატური, ნ.დ. ელექტროკალორიული გაგრილების ციკლები ტყვია-სკანდიუმის ტანტალატში ნამდვილი რეგენერაციით ველის მოდიფიკაციის გზით. 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.კროსლი, ს., ნაირი, ბ., უოტმორი, რ.ვ., მოია, შ. და მატური, ნ.დ. სკანდიუმის-ტყვიის ტანტალატის ელექტროთერმული გაგრილების ციკლი ველის შებრუნების გზით ნამდვილი რეგენერაციისთვის.ფიზიკა, გამოცემა X 9, 41002 (2019).
მოია, X., კარ-ნარაიანი, ს. და მატური, ნ.დ. ფეროინის ფაზურ გადასვლებთან ახლოს არსებული კალორიული მასალები. მოია, X., კარ-ნარაიანი, ს. და მატური, ნ.დ. ფეროინის ფაზურ გადასვლებთან ახლოს არსებული კალორიული მასალები.მოია, X., კარ-ნარაიანი, ს. და მატური, ND ფეროიდის ფაზურ გადასვლებთან ახლოს არსებული კალორიული მასალები. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND 铁质相变附近的热量材料。 მოია, X., კარ-ნარაიანი, ს. და მატური, ნ.დ. თერმული მასალები შავი მეტალურგიის მახლობლად.მოია, X., კარ-ნარაიანი, ს. და მატური, ნ.დ. თერმული მასალები რკინის ფაზურ გადასვლებთან ახლოს.ნატ. ალმა მატერი 13, 439–450 (2014).
მოია, X. და მატური, ჩრდილოეთი დაკოტა. კალორიული მასალები გაგრილებისა და გათბობისთვის. მოია, X. და მატური, ჩრდილოეთი დაკოტა. კალორიული მასალები გაგრილებისა და გათბობისთვის.მოია, X. და მატური, ჩრდილოეთი დაკოტა. თერმული მასალები გაგრილებისა და გათბობისთვის. Moya, X. & Mathur, ND 用于冷却和加热的热量材料。 მოია, X. და მატური, ჩრდილოეთ დაკოტა. თერმული მასალები გაგრილებისა და გათბობისთვის.მოია X. და მატური ND თერმული მასალები გაგრილებისა და გათბობისთვის.მეცნიერება 370, 797–803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers: მიმოხილვა. Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers: მიმოხილვა.ტორელო, ა. და დეფეი, ე. ელექტროკალორიული გამაგრილებელი მოწყობილობები: მიმოხილვა. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论.ტორელო, ა. და დეფეი, ე. ელექტროთერმული გამაგრილებლები: მიმოხილვა.მოწინავე. ელექტრონული. ალმა მატერი. 8. 2101031 (2022).
ნუჩოკგვე, ი. და სხვ. ელექტროკალორიული მასალის უზარმაზარი ენერგოეფექტურობა მაღალმოწესრიგებულ სკანდიუმ-სკანდიუმ-ტყვიაში. ეროვნული გამოცემა. 12, 3298 (2021).
ნაირი, ბ. და სხვ. ოქსიდის მრავალშრიანი კონდენსატორების ელექტროთერმული ეფექტი ფართო ტემპერატურის დიაპაზონში დიდია. Nature 575, 468–472 (2019).
ტორელო, ა. და სხვ. ელექტროთერმული რეგენერატორების ტემპერატურის უზარმაზარი დიაპაზონი. Science 370, 125–129 (2020).
ვანგი, ი. და სხვ. მაღალი ხარისხის მყარი მდგომარეობის ელექტროთერმული გაგრილების სისტემა. Science 370, 129–133 (2020).
მენგი, ი. და სხვ. კასკადური ელექტროთერმული გაგრილების მოწყობილობა ტემპერატურის დიდი აწევისთვის. National Energy 5, 996–1002 (2020).
ოლსენი, რ.ბ. და ბრაუნი, დ.დ. სითბოს ელექტრო ენერგიად პირდაპირი გარდაქმნის მაღალი ეფექტურობის პიროელექტრული გაზომვები. ოლსენი, რ.ბ. და ბრაუნი, დ.დ. სითბოს ელექტრო ენერგიად პირდაპირი გარდაქმნის მაღალი ეფექტურობის პიროელექტრული გაზომვები.ოლსენი, რ.ბ. და ბრაუნი, დ.დ. სითბოს ელექტრო ენერგიად პირდაპირი მაღალეფექტური გარდაქმნა, რომელიც დაკავშირებულია პიროელექტრულ 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。 ოლსენი, რ.ბ. და ბრაუნი, დ.დ.ოლსენი, რ.ბ. და ბრაუნი, დ.დ. სითბოს ელექტროენერგიად პირდაპირი ეფექტური გარდაქმნა, რომელიც დაკავშირებულია პიროელექტრულ გაზომვებთან.ფეროელექტრიკა 40, 17–27 (1982).
პანდია, ს. და სხვ. ენერგიისა და სიმძლავრის სიმკვრივე თხელ რელაქსორულ ფეროელექტრულ ფენებში. ეროვნული ალმა მატერი. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
სმიტი, ა.ნ. და ჰანრაჰანი, ბ.მ. კასკადური პიროელექტრული გარდაქმნა: ფეროელექტრული ფაზური გადასვლისა და ელექტრული დანაკარგების ოპტიმიზაცია. სმიტი, ა.ნ. და ჰანრაჰანი, ბ.მ. კასკადური პიროელექტრული გარდაქმნა: ფეროელექტრული ფაზური გადასვლისა და ელექტრული დანაკარგების ოპტიმიზაცია.სმიტი, ა.ნ. და ჰანრაჰანი, ბ.მ. კასკადური პიროელექტრული გარდაქმნა: ფეროელექტრული ფაზური 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 და ჰანრაჰანი, BMსმიტი, ა.ნ. და ჰანრაჰანი, ბ.მ. კასკადური პიროელექტრული გარდაქმნა: ფეროელექტრული ფაზური გადასვლებისა და ელექტრული დანაკარგების ოპტიმიზაცია.J. Application. ფიზიკა. 128, 24103 (2020).
ჰოხი, ს.რ. ფეროელექტრული მასალების გამოყენება თერმული ენერგიის ელექტროენერგიად გარდასაქმნელად. პროცესი. IEEE 51, 838–845 (1963).
ოლსენი, რ.ბ., ბრუნო, დ.ა., ბრისკო, ჯ.მ. და დულეა, ჯ. კასკადური პიროელექტრული ენერგიის გადამყვანი. ოლსენი, რ.ბ., ბრუნო, დ.ა., ბრისკო, ჯ.მ. და დულეა, ჯ. კასკადური პიროელექტრული ენერგიის გადამყვანი.ოლსენი, რ.ბ., ბრუნო, დ.ა., ბრისკო, ჯ.მ. და დულეა, ჯ. კასკადის პიროელექტრული ენერგიის გადამყვანი. 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.ოლსენი, რ.ბ., ბრუნო, დ.ა., ბრისკო, ჯ.მ. და დულეა, ჯ. კასკადური პიროელექტრული ენერგიის გადამყვანები.ფეროელექტრიკა 59, 205–219 (1984).
შებანოვი, ლ. და ბორმანი, კ. ტყვია-სკანდიუმის ტანტალატის მყარ ხსნარებზე მაღალი ელექტროკალორიული ეფექტით. შებანოვი, ლ. და ბორმანი, კ. ტყვია-სკანდიუმის ტანტალატის მყარ ხსნარებზე მაღალი ელექტროკალორიული ეფექტით.შებანოვი ლ. და ბორმან კ. ტყვია-სკანდიუმის ტანტალატის მაღალი ელექტროკალორიული ეფექტის მქონე მყარი ხსნარების შესახებ. Shebanov, L. & Borman, K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体。 შებანოვი, ლ. და ბორმანი, კ.შებანოვი ლ. და ბორმანი კ. სკანდიუმის-ტყვიის-სკანდიუმის მყარი ხსნარების შესახებ მაღალი ელექტროკალორიული ეფექტით.ფეროელექტრიკა 127, 143–148 (1992).
მადლობას ვუხდით ნ. ფურუსავას, ი. ინოუეს და კ. ჰონდას MLC-ის შექმნაში გაწეული დახმარებისთვის. PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB და ED. მადლობა ლუქსემბურგის ეროვნული კვლევითი ფონდს (FNR) ამ სამუშაოს მხარდაჭერისთვის CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay-Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay და BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay-ის მეშვეობით.
მასალების კვლევისა და ტექნოლოგიების დეპარტამენტი, ლუქსემბურგის ტექნოლოგიური ინსტიტუტი (LIST), ბელვუარი, ლუქსემბურგი