Прапанова ўстойлівых крыніц электраэнергіі — адна з найважнейшых задач гэтага стагоддзя. Даследаванні ў галіне матэрыялаў для збору энергіі вынікаюць з гэтай матывацыі, у тым ліку тэрмаэлектрыкі1, фотаэлектрыкі2 і тэрмафотаэлектрыкі3. Нягледзячы на ​​адсутнасць матэрыялаў і прылад, здольных збіраць энергію ў джоўлевым дыяпазоне, піраэлектрычныя матэрыялы, якія могуць пераўтвараць электрычную энергію ў перыядычныя змены тэмпературы, лічацца датчыкамі4 і зборшчыкамі энергіі5,6,7. Тут мы распрацавалі макраскапічны зборшчык цеплавой энергіі ў выглядзе шматслаёвага кандэнсатара, вырабленага з 42 грамаў танталата свінцу і скандыя, які вырабляе 11,2 Дж электрычнай энергіі за тэрмадынамічны цыкл. Кожны піраэлектрычны модуль можа генераваць шчыльнасць электрычнай энергіі да 4,43 Дж см-3 за цыкл. Мы таксама паказваем, што двух такіх модуляў вагой 0,3 г дастаткова для бесперапыннага харчавання аўтаномных зборшчыкаў энергіі з убудаванымі мікракантролерамі і датчыкамі тэмпературы. Нарэшце, мы паказваем, што для дыяпазону тэмператур 10 K гэтыя шматслаёвыя кандэнсатары могуць дасягнуць 40% эфектыўнасці Карно. Гэтыя ўласцівасці абумоўлены (1) змяненнем сегнетаэлектрычнай фазы для высокай эфектыўнасці, (2) нізкім токам уцечкі для прадухілення страт і (3) высокім напружаннем прабоя. Гэтыя макраскапічныя, маштабуемыя і эфектыўныя піраэлектрычныя зборшчыкі энергіі пераасэнсоўваюць генерацыю тэрмаэлектрычнай энергіі.
У параўнанні з прасторавым градыентам тэмпературы, неабходным для тэрмаэлектрычных матэрыялаў, збор энергіі тэрмаэлектрычнымі матэрыяламі патрабуе цыклічнай змены тэмпературы з цягам часу. Гэта азначае тэрмадынамічны цыкл, які найлепш апісваецца дыяграмай энтрапіі (S) - тэмпературы (T). На малюнку 1a паказаны тыповы графік ST нелінейнага піраэлектрычнага (NLP) матэрыялу, які дэманструе сегнетаэлектрычны-параэлектрычны фазавы пераход, выкліканы полем, у танталаце скандыя-свінцу (PST). Сіні і зялёны ўчасткі цыкла на дыяграме ST адпавядаюць пераўтворанай электрычнай энергіі ў цыкле Олсана (два ізатэрмічныя і два ізапольныя ўчасткі). Тут мы разглядаем два цыклы з аднолькавым змяненнем электрычнага поля (поле ўключана і выключана) і змяненнем тэмпературы ΔT, хоць і з рознымі пачатковымі тэмпературамі. Зялёны цыкл не размешчаны ў вобласці фазавага пераходу і, такім чынам, мае значна меншую плошчу, чым сіні цыкл, размешчаны ў вобласці фазавага пераходу. На дыяграме ST, чым большая плошча, тым большая сабраная энергія. Такім чынам, фазавы пераход павінен сабраць больш энергіі. Неабходнасць цыклавання на вялікай плошчы ў NLP вельмі падобная да неабходнасці электратэрмічных прымяненняў9, 10, 11, 12, дзе шматслаёвыя кандэнсатары PST (MLC) і тэрпалімеры на аснове PVDF нядаўна паказалі выдатную прадукцыйнасць у зваротным астуджэнні. стан прадукцыйнасці астуджэння ў цыкле 13, 14, 15, 16. Такім чынам, мы вызначылі PST MLC, якія ўяўляюць цікавасць для збору цеплавой энергіі. Гэтыя ўзоры былі цалкам апісаны ў метадах і ахарактарызаваны ў дадатковых заўвагах 1 (сканіравальная электронная мікраскапія), 2 (рэнтгенаўская дыфракцыя) і 3 (каларыметрыя).
а, эскіз графіка энтрапіі (S)-тэмпературы (T) з уключаным і выключаным электрычным полем, прыкладзеным да матэрыялаў NLP, які паказвае фазавыя пераходы. Паказаны два цыклы збору энергіі ў двух розных тэмпературных зонах. Сіні і зялёны цыклы адбываюцца ўнутры і звонку фазавага пераходу адпаведна і заканчваюцца ў вельмі розных абласцях паверхні. б, два ўніпалярныя кольцы DE PST MLC таўшчынёй 1 мм, вымераныя паміж 0 і 155 кВ см-1 пры 20 °C і 90 °C адпаведна, і адпаведныя цыклы Олсана. Літары ABCD адносяцца да розных станаў у цыкле Олсана. AB: MLC былі зараджаны да 155 кВ см-1 пры 20 °C. BC: MLC падтрымліваўся пры 155 кВ см-1, а тэмпература была павышана да 90 °C. CD: MLC разраджаецца пры 90 °C. DA: MLC астуджаўся да 20 °C у нулявым полі. Сіняя вобласць адпавядае ўваходнай магутнасці, неабходнай для пачатку цыклу. Аранжавая вобласць - гэта энергія, сабраная за адзін цыкл. c, верхняя панэль, напружанне (чорны) і ток (чырвоны) у залежнасці ад часу, якія адсочваліся падчас таго ж цыклу Олсана, што і b. Дзве ўстаўкі адлюстроўваюць узмацненне напружання і току ў ключавых кропках цыклу. У ніжняй панэлі жоўтая і зялёная крывыя прадстаўляюць адпаведныя крывыя тэмпературы і энергіі для MLC таўшчынёй 1 мм. Энергія разлічваецца па крывых току і напружання на верхняй панэлі. Адмоўная энергія адпавядае сабранай энергіі. Крокі, якія адпавядаюць вялікім літарам на чатырох малюнках, такія ж, як і ў цыкле Олсана. Цыкл AB'CD адпавядае цыклу Стырлінга (дадатковая заўвага 7).
дзе E і D — адпаведна электрычнае поле і поле электрычнага зрушэння. Nd можна атрымаць ускосна з DE-ланцуга (мал. 1b) або непасрэдна, запускаючы тэрмадынамічны цыкл. Найбольш карысныя метады былі апісаны Олсенам у яго піянерскай працы па зборы піраэлектрычнай энергіі ў 1980-х гадах17.
На мал. 1b паказаны дзве манапалярныя пятлі DE ўзораў PST-MLC таўшчынёй 1 мм, сабраных пры тэмпературы 20 °C і 90 °C адпаведна, у дыяпазоне ад 0 да 155 кВ см-1 (600 В). Гэтыя два цыклы можна выкарыстоўваць для ўскоснага разліку энергіі, якая збіраецца цыклам Олсана, паказаным на мал. 1a. Фактычна, цыкл Олсана складаецца з двух ізапольных галін (тут нулявое поле ў галіне DA і 155 кВ см-1 у галіне BC) і двух ізатэрмічных галін (тут 20°С і 20°С у галіне AB). C у галіне CD. Энергія, якая збіраецца падчас цыкла, адпавядае аранжавай і сіняй абласцям (інтэграл EdD). Сабраная энергія Nd - гэта розніца паміж уваходнай і выходнай энергіяй, г.зн. толькі аранжавая вобласць на мал. 1b. Гэты канкрэтны цыкл Олсана дае шчыльнасць энергіі Nd 1,78 Дж см-3. Цыкл Стырлінга з'яўляецца альтэрнатывай цыклу Олсана (Дадатковая заўвага 7). Паколькі стадыя пастаяннага зарада (разамкнуты ланцуг) дасягаецца лягчэй, шчыльнасць энергіі, атрыманая з мал. 1b (цыкл AB'CD), дасягае 1,25 Дж см-3. Гэта толькі 70% ад таго, што можа сабраць цыкл Олсана, але простае абсталяванне для збору дазваляе гэта зрабіць.
Акрамя таго, мы непасрэдна вымералі энергію, сабраную падчас цыклу Олсана, шляхам уключэння PST MLC з дапамогай каскада рэгулявання тэмпературы Linkam і вымяральніка крыніцы (метад). На малюнку 1c уверсе і на адпаведных устаўках паказаны ток (чырвоны) і напружанне (чорны), сабраныя на тым жа PST MLC таўшчынёй 1 мм, што і для контуру DE, які праходзіць праз той жа цыкл Олсана. Ток і напружанне дазваляюць разлічыць сабраную энергію, і крывыя паказаны на мал. 1c унізе (зялёны), а тэмпература (жоўты) на працягу ўсяго цыклу. Літары ABCD абазначаюць той жа цыкл Олсана на мал. 1. Зарадка MLC адбываецца падчас участка AB і праводзіцца пры нізкім току (200 мкА), таму SourceMeter можа належным чынам кантраляваць зарадку. Вынікам гэтага пастаяннага пачатковага току з'яўляецца тое, што крывая напружання (чорная крывая) не з'яўляецца лінейнай з-за нелінейнага поля зрушэння патэнцыялу D PST (мал. 1c, верхняя ўстаўка). У канцы зарадкі ў MLC назапашваецца 30 мДж электрычнай энергіі (кропка B). Затым MLC награваецца, і ўтвараецца адмоўны ток (і, такім чынам, адмоўны ток), пры гэтым напружанне застаецца на ўзроўні 600 В. Праз 40 секунд, калі тэмпература дасягнула плато ў 90 °C, гэты ток быў кампенсаваны, хоць ступеньчаты ўзор выпрацаваў у ланцугу электрычную магутнасць 35 мДж падчас гэтага ізаполя (другая ўстаўка на мал. 1c, зверху). Затым напружанне на MLC (галіна CD) зніжаецца, што прыводзіць да дадатковых 60 мДж электрычнай працы. Агульная выходная энергія складае 95 мДж. Сабраная энергія - гэта розніца паміж уваходнай і выходнай энергіяй, што дае 95 – 30 = 65 мДж. Гэта адпавядае шчыльнасці энергіі 1,84 Дж см-3, што вельмі блізка да Nd, здабытага з DE-кольца. Узнаўляльнасць гэтага цыклу Олсана была старанна праверана (Дадатковая заўвага 4). Пры далейшым павелічэнні напружання і тэмпературы мы дасягнулі 4,43 Дж см⁻³ з выкарыстаннем цыклаў Олсана ў PST MLC таўшчынёй 0,5 мм у дыяпазоне тэмператур 750 В (195 кВ см⁻¹) і 175 °C (дадатковая заўвага 5). Гэта ў чатыры разы перавышае найлепшы паказчык, апісаны ў літаратуры для прамых цыклаў Олсана, і быў атрыманы на тонкіх плёнках Pb(Mg,Nb)O₃-PbTiO₃ (PMN-PT) (1,06 Дж см⁻¹ (см⁻¹). Больш значэнняў у літаратуры глядзіце ў дадатковай табліцы 1). Гэты паказчык быў дасягнуты дзякуючы вельмі нізкаму току ўцечкі гэтых MLC (<10−7 А пры 750 В і 180 °C, гл. падрабязнасці ў дадатковай заўвазе 6) — важнаму моманту, адзначанаму Смітам і інш.19 — у адрозненне ад матэрыялаў, якія выкарыстоўваліся ў папярэдніх даследаваннях17,20. Гэты паказчык быў дасягнуты дзякуючы вельмі нізкаму току ўцечкі гэтых MLC (<10−7 А пры 750 В і 180 °C, гл. падрабязнасці ў дадатковай заўвазе 6) — важнаму моманту, адзначанаму Смітам і інш.19 — у адрозненне ад матэрыялаў, якія выкарыстоўваліся ў папярэдніх даследаваннях17,20. Гэтыя характарыстыкі былі дасягнуты дзякуючы вельмі нізкаму току ўцечкі гэтых MLC (<10–7 А пры 750 В і 180 °C, см. падрабязнасці ў дадатковым заўвазе 6) — крытычны момант, згаданы Смітам і інш. 19 — у адрозненне ад матэрыялаў, выкарыстаных у больш ранніх даследаваннях17,20. Гэтыя характарыстыкі былі дасягнуты дзякуючы вельмі нізкаму току ўцечкі гэтых MLC (<10–7 А пры 750 В і 180 °C, падрабязнасці гл. у дадатковай заўвазе 6) — крытычным моманту, згаданым Смітам і інш. 19 — у адрозненне ад матэрыялаў, якія выкарыстоўваліся ў папярэдніх даследаваннях 17,20.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）——Сміт 等人19提到的关键点——相比之下，已经达到了这种性能到早期研究中使用的材料17,20。.由于 这些 mlc 的 泄漏 非常 （在 在 在 750 V 和 180 °C 时 <10-7 A ， 参见 补充 说明 6 中 详细信息））)）） — 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。 Паколькі ток уцечкі гэтых MLC вельмі нізкі (<10–7 А пры 750 В і 180 °C, см. падрабязнасці ў дадатковым прыкмеце 6) — ключавы момант, згаданы Смітам і інш. 19 — для сравнения, былі дасягнуты гэтыя характарыстыкі. Паколькі ток уцечкі гэтых MLC вельмі нізкі (<10–7 А пры 750 В і 180 °C, падрабязнасці гл. у дадатковай заўвазе 6) — ключавы момант, згаданы Смітам і інш. 19 для параўнання, — гэтыя паказчыкі былі дасягнуты.да матэрыялаў, выкарыстаных у папярэдніх даследаваннях 17,20.
Такія ж умовы (600 В, 20–90 °C) былі выкарыстаны для цыклу Стырлінга (дадатковая заўвага 7). Як і чакалася з вынікаў цыклу дыферэнцыяльнай рэакцыі, выхад склаў 41,0 мДж. Адной з найбольш яркіх асаблівасцей цыклаў Стырлінга з'яўляецца іх здольнасць узмацняць пачатковае напружанне праз тэрмаэлектрычны эфект. Мы назіралі прырост напружання да 39 (ад пачатковага напружання 15 В да канчатковага напружання да 590 В, гл. дадатковы мал. 7.2).
Яшчэ адной адметнай рысай гэтых MLC з'яўляецца тое, што яны з'яўляюцца макраскапічнымі аб'ектамі, дастаткова вялікімі, каб збіраць энергію ў дыяпазоне джоўляў. Таму мы пабудавалі прататып камбайна (HARV1) з выкарыстаннем 28 MLC PST таўшчынёй 1 мм, прытрымліваючыся той жа канструкцыі паралельных пласцін, апісанай Torello et al.14, у матрыцы 7×4, як паказана на мал. Цепланосная дыэлектрычная вадкасць у калектары перамяшчаецца перыстальтычным помпай паміж двума рэзервуарамі, дзе тэмпература вадкасці падтрымліваецца пастаяннай (метад). Збіраюць да 3,1 Дж, выкарыстоўваючы цыкл Олсана, апісаны на мал. 2a, ізатэрмічныя вобласці пры 10°C і 125°C і вобласці ізаполя пры 0 і 750 В (195 кВ см-1). Гэта адпавядае шчыльнасці энергіі 3,14 Дж см-3. З дапамогай гэтага камбайна вымярэнні праводзіліся ў розных умовах (мал. 2b). Звярніце ўвагу, што 1,8 Дж было атрымана ў дыяпазоне тэмператур 80°C і напружанні 600 В (155 кВ см-1). Гэта добра адпавядае раней згаданым 65 мДж для PST MLC таўшчынёй 1 мм пры тых жа ўмовах (28 × 65 = 1820 мДж).
а, Эксперыментальная ўстаноўка сабранага прататыпа HARV1 на аснове 28 MLC PST таўшчынёй 1 мм (4 радкі × 7 слупкоў), якія працуюць па цыклах Олсана. Для кожнага з чатырох этапаў цыкла ў прататыпе пададзены тэмпература і напружанне. Камп'ютар кіруе перыстальтычным помпай, які цыркулюе дыэлектрычную вадкасць паміж халодным і гарачым рэзервуарамі, двума клапанамі і крыніцай харчавання. Камп'ютар таксама выкарыстоўвае тэрмапары для збору дадзеных аб напрузе і току, якія паступаюць на прататып, і тэмпературы камбайна ад крыніцы харчавання. б, Энергія (колер), сабраная нашым прататыпам 4×7 MLC, у залежнасці ад дыяпазону тэмператур (вось X) і напружання (вось Y) у розных эксперыментах.
Павялічаная версія камбайна (HARV2) з 60 PST MLC таўшчынёй 1 мм і 160 PST MLC таўшчынёй 0,5 мм (41,7 г актыўнага піраэлектрычнага матэрыялу) давала 11,2 Дж (дадатковая заўвага 8). У 1984 годзе Олсен стварыў камбайн энергіі на аснове 317 г легаванага волавам злучэння Pb(Zr,Ti)O3, здольнага генераваць 6,23 Дж электрычнасці пры тэмпературы каля 150 °C (спасылка 21). Для гэтага камбайна гэта адзінае іншае даступнае значэнне ў дыяпазоне джоўляў. Ён атрымаў крыху больш за палову дасягнутага намі значэння і амаль у сем разоў вышэйшую якасць. Гэта азначае, што шчыльнасць энергіі HARV2 у 13 разоў вышэйшая.
Перыяд цыклу HARV1 складае 57 секунд. Гэта дало 54 мВт магутнасці з 4 радамі па 7 слупкоў набораў MLC таўшчынёй 1 мм. Каб пайсці яшчэ далей, мы пабудавалі трэці камбайн (HARV3) з PST MLC таўшчынёй 0,5 мм і падобную канструкцыю да HARV1 і HARV2 (Дадатковая заўвага 9). Мы вымералі час тэрмалізацыі 12,5 секунды. Гэта адпавядае часу цыклу 25 с (Дадатковая мал. 9). Сабраная энергія (47 мДж) дае электрычную магутнасць 1,95 мВт на MLC, што, у сваю чаргу, дазваляе нам уявіць, што HARV2 вырабляе 0,55 Вт (прыблізна 1,95 мВт × 280 PST MLC таўшчынёй 0,5 мм). Акрамя таго, мы мадэлявалі цеплаперадачу з дапамогай мадэлявання метадам канчатковых элементаў (COMSOL, Дадатковая заўвага 10 і Дадатковыя табліцы 2–4), што адпавядае эксперыментам HARV1. Мадэляванне метадам канчатковых элементаў дазволіла прагназаваць значэнні магутнасці амаль на парадак вышэйшыя (430 мВт) для той жа колькасці калон PST шляхам прарэджвання MLC да 0,2 мм, выкарыстання вады ў якасці астуджальнай вадкасці і аднаўлення матрыцы да 7 радкоў. × 4 калоны (акрамя , было 960 мВт, калі рэзервуар знаходзіўся побач з камбайнам, дадатковы мал. 10b).
Каб прадэманстраваць карыснасць гэтага калектара, цыкл Стырлінга быў ужыты да асобнага дэманстратара, які складаецца ўсяго з двух MLC з полістырэлакса таўшчынёй 0,5 мм у якасці цеплавых калектараў, выключальніка высокага напружання, выключальніка нізкага напружання з назапашвальным кандэнсатарам, пераўтваральніка пастаяннага току, мікракантролера нізкага энергаспажывання, двух тэрмапар і павышальнага пераўтваральніка (Дадатковая заўвага 11). Схема патрабуе, каб назапашвальны кандэнсатар быў спачатку зараджаны да 9 В, а затым працуе аўтаномна, пакуль тэмпература двух MLC вагаецца ад -5°C да 85°C, тут цыкламі па 160 с (некалькі цыклаў паказаны ў Дадатковай заўвазе 11). Характэрна, што два MLC вагой усяго 0,3 г могуць аўтаномна кіраваць гэтай вялікай сістэмай. Яшчэ адна цікавая асаблівасць заключаецца ў тым, што пераўтваральнік нізкага напружання здольны пераўтвараць 400 В у 10-15 В з эфектыўнасцю 79% (Дадатковая заўвага 11 і Дадатковы малюнак 11.3).
Нарэшце, мы ацанілі эфектыўнасць гэтых модуляў MLC у пераўтварэнні цеплавой энергіі ў электрычную. Каэфіцыент якасці η эфектыўнасці вызначаецца як суадносіны шчыльнасці сабранай электрычнай энергіі Nd да шчыльнасці пададзенага цяпла Qin (Дадатковая заўвага 12):
На малюнках 3a,b паказаны адпаведна эфектыўнасць η і прапарцыйная эфектыўнасць ηr цыкла Ольсена ў залежнасці ад тэмпературнага дыяпазону PST MLC таўшчынёй 0,5 мм. Абодва наборы дадзеных прыведзены для электрычнага поля 195 кВ см-1. Эфектыўнасць дасягае 1,43%, што эквівалентна 18% ад ηr. Аднак для тэмпературнага дыяпазону 10 K ад 25 °C да 35 °C ηr дасягае значэнняў да 40% (сіняя крывая на мал. 3b). Гэта ўдвая перавышае вядомае значэнне для NLP-матэрыялаў, зарэгістраванае ў плёнках PMN-PT (ηr = 19%) у тэмпературным дыяпазоне 10 K і 300 кВ см-1 (спасылка 18). Тэмпературныя дыяпазоны ніжэй за 10 K не разглядаліся, паколькі цеплавы гістэрэзіс PST MLC знаходзіцца ў дыяпазоне ад 5 да 8 K. Усведамленне станоўчага ўплыву фазавых пераходаў на эфектыўнасць мае вырашальнае значэнне. Фактычна, аптымальныя значэнні η і ηr амаль усе атрыманы пры пачатковай тэмпературы Ti = 25°C на мал. 3a,b. Гэта звязана з блізкім фазавым пераходам пры адсутнасці поля, а тэмпература Кюры TC складае каля 20°C у гэтых MLC (дадатковая заўвага 13).
a,b, эфектыўнасць η і прапарцыйная эфектыўнасць цыкла Олсана (a)({\eta}_{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{\rm{Карно}} для максімальнай электрычнай нагрузкі полем 195 кВ см-1 і розных пачатковых тэмпературах Ti, }}(b) для MPC PST таўшчынёй 0,5 мм у залежнасці ад тэмпературнага інтэрвалу ΔTspan.
Апошняе назіранне мае два важныя наступствы: (1) любы эфектыўны цыкл павінен пачынацца пры тэмпературах вышэй за TC, каб адбыўся фазавы пераход, выкліканы полем (ад параэлектрыка да сегнетаэлектрыка); (2) гэтыя матэрыялы больш эфектыўныя пры часах працы, блізкіх да TC. Нягледзячы на ​​тое, што ў нашых эксперыментах паказаны маштабныя эфектыўнасці, абмежаваны дыяпазон тэмператур не дазваляе нам дасягнуць вялікіх абсалютных эфектыўнасцей з-за мяжы Карно (ΔT/T). Аднак выдатная эфектыўнасць, прадэманстраваная гэтымі PST MLC, апраўдвае словы Олсена, калі ён згадвае, што «ідэальны рэгенератыўны тэрмаэлектрычны рухавік класа 20, які працуе пры тэмпературах ад 50 °C да 250 °C, можа мець эфектыўнасць 30%»17. Каб дасягнуць гэтых значэнняў і праверыць канцэпцыю, было б карысна выкарыстоўваць легаваныя PST з рознымі TC, як вывучалі Шэбанаў і Борман. Яны паказалі, што TC у PST можа змяняцца ад 3 °C (легаванне Sb) да 33 °C (легаванне Ti)22. Такім чынам, мы выказваем гіпотэзу, што піраэлектрычныя рэгенератары наступнага пакалення на аснове легаваных PST MLC або іншых матэрыялаў з моцным фазавым пераходам першага роду могуць канкураваць з лепшымі зборшчыкамі энергіі.
У гэтым даследаванні мы даследавалі MLC, вырабленыя з PST. Гэтыя прылады складаюцца з серыі электродаў Pt і PST, прычым некалькі кандэнсатараў падключаны паралельна. PST быў абраны таму, што ён з'яўляецца выдатным EC-матэрыялам і, такім чынам, патэнцыйна выдатным NLP-матэрыялам. Ён дэманструе рэзкі сегнетаэлектрычны-параэлектрычны фазавы пераход першага парадку каля 20 °C, што сведчыць аб тым, што змены яго энтрапіі падобныя да паказаных на мал. 1. Падобныя MLC былі цалкам апісаны для прылад EC13,14. У гэтым даследаванні мы выкарыстоўвалі MLC памерам 10,4 × 7,2 × 1 мм³ і 10,4 × 7,2 × 0,5 мм³. MLC таўшчынёй 1 мм і 0,5 мм былі выраблены з 19 і 9 слаёў PST таўшчынёй 38,6 мкм адпаведна. У абодвух выпадках унутраны пласт PST быў размешчаны паміж плацінавымі электродамі таўшчынёй 2,05 мкм. Канструкцыя гэтых MLC мяркуе, што 55% PST з'яўляюцца актыўнымі, што адпавядае частцы паміж электродамі (Дадатковая заўвага 1). Плошча актыўнага электрода складала 48,7 мм2 (Дадатковая табліца 5). MLC PST быў падрыхтаваны метадам цвёрдафазнай рэакцыі і ліцця. Падрабязнасці працэсу падрыхтоўкі былі апісаны ў папярэднім артыкуле14. Адно з адрозненняў паміж PST MLC і папярэднім артыкулам - гэта парадак B-сайтаў, які значна ўплывае на прадукцыйнасць EC у PST. Парадак B-сайтаў PST MLC складае 0,75 (Дадатковая заўвага 2), атрыманых шляхам спякання пры тэмпературы 1400°C з наступным адпалам на працягу сотняў гадзін пры тэмпературы 1000°C. Для атрымання дадатковай інфармацыі аб PST MLC гл. Дадатковыя заўвагі 1-3 і Дадатковую табліцу 5.
Асноўная канцэпцыя гэтага даследавання заснавана на цыкле Олсана (мал. 1). Для такога цыклу нам патрэбны гарачы і халодны рэзервуар і крыніца харчавання, здольная кантраляваць і кіраваць напружаннем і токам у розных модулях MLC. Гэтыя прамыя цыклы выкарыстоўвалі дзве розныя канфігурацыі, а менавіта: (1) модулі Linkam, якія награвалі і астуджалі адзін MLC, падлучаны да крыніцы харчавання Keithley 2410, і (2) тры прататыпы (HARV1, HARV2 і HARV3) паралельна з адной і той жа крыніцай энергіі. У апошнім выпадку для цеплаабмену паміж двума рэзервуарамі (гарачым і халодным) і MLC выкарыстоўвалася дыэлектрычная вадкасць (сіліконавы алей з глейкасцю 5 сП пры 25°C, набыты ў Sigma Aldrich). Цеплавы рэзервуар складаецца з шклянога кантэйнера, запоўненага дыэлектрычнай вадкасцю і размешчанага зверху цеплавой пласціны. Халоднае захоўванне складаецца з вадзяной лазні з вадкаснымі трубкамі, якія змяшчаюць дыэлектрычную вадкасць у вялікім пластыкавым кантэйнеры, напоўненым вадой і лёдам. Два троххадовыя пераціскныя клапаны (набытыя ў Bio-Chem Fluidics) былі размешчаны на кожным канцы камбайна для правільнага пераключэння вадкасці з аднаго рэзервуара ў іншы (малюнак 2a). Каб забяспечыць цеплавую раўнавагу паміж пакетам PST-MLC і астуджальнай вадкасцю, перыяд цыклу быў падоўжаны да таго часу, пакуль уваходная і выходная тэрмапары (як мага бліжэй да пакета PST-MLC) не паказалі аднолькавую тэмпературу. Скрыпт Python кіруе і сінхранізуе ўсе прыборы (крынічныя вымяральнікі, помпы, клапаны і тэрмапары) для запуску правільнага цыклу Олсана, г.зн. цыкл астуджальнай вадкасці пачынае цыклічна праходзіць праз стэк PST пасля таго, як крынічны вымяральнік зараджаецца, каб яны награваліся да патрэбнага прыкладзенага напружання для дадзенага цыклу Олсана.
Акрамя таго, мы пацвердзілі гэтыя прамыя вымярэнні сабранай энергіі ўскоснымі метадамі. Гэтыя ўскосныя метады заснаваны на контурах электрычнага зрушэння (D) - электрычнага поля (E), сабраных пры розных тэмпературах, і, разлічыўшы плошчу паміж двума контурамі DE, можна дакладна ацаніць, колькі энергіі можна сабраць, як паказана на малюнку 2.1b. Гэтыя контуры DE таксама збіраюцца з дапамогай вымяральнікаў крыніц Keithley.
Дваццаць восем PST MLC таўшчынёй 1 мм былі сабраны ў 4-радную, 7-калонную паралельную пласціністую структуру ў адпаведнасці з канструкцыяй, апісанай у спасылцы. 14. Зазор для вадкасці паміж радамі PST-MLC складае 0,75 мм. Гэта дасягаецца шляхам дадання палосак двухбаковага скотчу ў якасці вадкасных распорных элементаў па краях PST MLC. PST MLC электрычна злучаны паралельна з дапамогай сярэбранага эпаксіднага мастка, які кантактуе з вывадамі электродаў. Пасля гэтага правады былі прыклеены сярэбранай эпаксіднай смалой да кожнага боку вывадаў электродаў для падлучэння да крыніцы харчавання. Нарэшце, усю канструкцыю ўстаўляюць у поліалефінавы шланг. Апошні прыклейваецца да вадкаснай трубкі для забеспячэння належнай герметычнасці. Нарэшце, у кожны канец канструкцыі PST-MLC былі ўбудаваны тэрмапары тыпу K таўшчынёй 0,25 мм для кантролю тэмпературы вадкасці на ўваходзе і выхадзе. Для гэтага шланг спачатку неабходна перфараваць. Пасля ўстаноўкі тэрмапары наносяць той жа клей, што і раней, паміж шлангам і провадам тэрмапары, каб аднавіць герметычнасць.
Было пабудавана восем асобных прататыпаў, чатыры з якіх мелі 40 MLC PST таўшчынёй 0,5 мм, размеркаваных у выглядзе паралельных пласцін з 5 слупкамі і 8 радамі, а астатнія чатыры мелі па 15 MLC PST таўшчынёй 1 мм кожны ў структуры з паралельнымі пласцінамі 3 слупкі × 5 радоў. Агульная колькасць выкарыстаных PST MLC склала 220 (160 таўшчынёй 0,5 мм і 60 PST MLC таўшчынёй 1 мм). Мы называем гэтыя дзве падгрупы HARV2_160 і HARV2_60. Вадкасны прамежак у прататыпе HARV2_160 складаецца з дзвюх двухбаковых стужак таўшчынёй 0,25 мм з дротам таўшчынёй 0,25 мм паміж імі. Для прататыпа HARV2_60 мы паўтарылі тую ж працэдуру, але выкарыстоўваючы дрот таўшчынёй 0,38 мм. Для сіметрыі HARV2_160 і HARV2_60 маюць свае ўласныя гідраўлічныя контуры, помпы, клапаны і халодны бок (Дадатковая заўвага 8). Два блокі HARV2 маюць агульны цеплавы рэзервуар — 3-літровы кантэйнер (30 см х 20 см х 5 см) на дзвюх награвальных пласцінах з круцячыміся магнітамі. Усе восем асобных прататыпаў электрычна злучаныя паралельна. Падблокі HARV2_160 і HARV2_60 працуюць адначасова ў цыкле Олсана, што прыводзіць да атрымання энергіі ў 11,2 Дж.
Змясціце полістыралістычны шланг таўшчынёй 0,5 мм у поліалефінавы шланг, абклеіўшы яго двухбаковым скотчам і дротам з абодвух бакоў, каб стварыць прастору для патоку вадкасці. З-за невялікіх памераў прататып быў размешчаны побач з клапанам гарачага або халоднага рэзервуара, што мінімізавала час цыклу.
У PST MLC пастаяннае электрычнае поле прыкладаецца шляхам падачы пастаяннага напружання да награвальнай галіны. У выніку генеруецца адмоўны цеплавы ток і назапашваецца энергія. Пасля награвання PST MLC поле здымаецца (V = 0), і назапашаная ў ім энергія вяртаецца назад у лічыльнік крыніцы, што адпавядае яшчэ аднаму ўкладу сабранай энергіі. Нарэшце, пры падачы напружання V = 0, MLC PST астуджаюцца да пачатковай тэмпературы, каб цыкл мог пачацца зноў. На гэтым этапе энергія не збіраецца. Мы запусцілі цыкл Олсена з дапамогай Keithley 2410 SourceMeter, зараджаючы PST MLC ад крыніцы напружання і ўсталёўваючы адпаведнасць току на адпаведнае значэнне, каб падчас фазы зарадкі было сабрана дастаткова кропак для надзейных разлікаў энергіі.
У цыклах Стырлінга PST MLC зараджаліся ў рэжыме крыніцы напружання пры пачатковым значэнні электрычнага поля (пачатковае напружанне Vi > 0), патрэбным току падатлівасці, каб этап зарадкі займаў каля 1 с (і было сабрана дастаткова кропак для надзейнага разліку энергіі), і нізкай тэмпературы. У цыклах Стырлінга PST MLC зараджаліся ў рэжыме крыніцы напружання пры пачатковым значэнні электрычнага поля (пачатковае напружанне Vi > 0), патрэбным току падатлівасці, каб этап зарадкі займаў каля 1 с (і было сабрана дастаткова кропак для надзейнага разліку энергіі), і нізкай тэмпературы. У цыклах Стырлінга PST MLC зараджаліся ў рэжыме крыніцы напружання пры пачатковым значэнні электрычнага поля (начальнае напружанне Vi > 0), жаданым дадатковым току, так што этап зарадкі займае каля 1 с (і набіраецца дастатковая колькасць токаў для надзейнага разліку энергіі) і халодная тэмпература. У цыклах Stirling PST MLC яны зараджаліся ў рэжыме крыніцы напружання пры пачатковым значэнні электрычнага поля (пачатковае напружанне Vi > 0), жаданым току цякучасці, так што этап зарадкі займае каля 1 с (і набіраецца дастатковая колькасць кропак для надзейнага разліку энергіі) і нізкай тэмпературы.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。. У галоўным цыкле PST MLC зараджаецца пры пачатковым значэнні электрычнага поля (пачатковае напружанне Vi > 0) у рэжыме крыніцы напружання, так што неабходны ток адпаведнасці займае каля 1 секунды для этапу зарадкі (і мы сабралі дастаткова балаў для надзейнага разліку (энергіі) і нізкай тэмпературы). У цыкле Стырлінга PST MLC зараджаецца ў рэжыме крыніцы напружання з пачатковым значэннем электрычнага поля (начальнае напружанне Vi > 0), патрабуецца ток патрэбнасці так, што этап зарадкі займае каля 1 с (і набіраецца дастатковая колькасць токаў, каб надзейна рассчитать энергію) і нізкія тэмпературы. У цыкле Стырлінга PST MLC зараджаецца ў рэжыме крыніцы напружання з пачатковым значэннем электрычнага поля (пачатковае напружанне Vi > 0), неабходны ток падатлівасці такі, што этап зарадкі займае каля 1 с (і збіраецца дастатковая колькасць кропак для надзейнага разліку энергіі) і нізкіх тэмпературах.Перад тым, як MLC PST нагрэецца, размыкайце ланцуг, падаючы адпаведны ток I = 0 мА (мінімальны адпаведны ток, які можа апрацоўваць наша вымяральная крыніца, складае 10 нА). У выніку ў PST MJK застаецца зарад, і напружанне павялічваецца па меры нагрэву ўзору. У плячы BC энергія не назапашваецца, таму што I = 0 мА. Пасля дасягнення высокай тэмпературы напружанне ў MLT FT павялічваецца (у некаторых выпадках больш чым у 30 разоў, гл. дадатковы мал. 7.2), MLK FT разраджаецца (V = 0), і электрычная энергія назапашваецца ў іх столькі ж, колькі і пачатковы зарад. Той жа ток вяртаецца да крыніцы вымярэння. Дзякуючы ўзмацненню напружання, назапашаная энергія пры высокай тэмпературы вышэйшая за тую, што была забяспечана ў пачатку цыклу. Такім чынам, энергія атрымліваецца шляхам пераўтварэння цяпла ў электрычнасць.
Мы выкарысталі крыніцавы вымяральнік Keithley 2410 для кантролю напружання і току, якія падаюцца на MLC PST. Адпаведная энергія разлічваецца шляхам інтэгравання здабытку напружання і току, якія з'яўляюцца з дапамогай крыніцавага вымяральніка Keithley, \ (E = {\int}_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\left(t\ right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\), дзе τ — перыяд перыяду. На нашай крывой энергіі дадатныя значэнні энергіі азначаюць энергію, якую мы павінны аддаць MLC PST, а адмоўныя значэнні азначаюць энергію, якую мы з іх здабываем, і, такім чынам, атрыманую энергію. Адносная магутнасць для дадзенага цыклу збору вызначаецца шляхам дзялення сабранай энергіі на перыяд τ усяго цыклу.
Усе дадзеныя прадстаўлены ў асноўным тэксце або ў дадатковай інфармацыі. Лісты і запыты на матэрыялы варта накіроўваць крыніцы дадзеных AT або ED, прадстаўленых у гэтым артыкуле.
Андо Джуніёр, штат Агаё, Маран, штат Алабама і Хенао, штат Паўночная Караліна. Агляд распрацоўкі і прымянення тэрмаэлектрычных мікрагенератараў для атрымання энергіі. Андо Джуніёр, штат Агаё, Маран, штат Алабама і Хенао, штат Паўночная Караліна. Агляд распрацоўкі і прымянення тэрмаэлектрычных мікрагенератараў для атрымання энергіі.Андо Джуніёр, штат Агаё, Маран, штат Алабама і Хенао, штат Паўночная Караліна. Агляд распрацоўкі і прымянення тэрмаэлектрычных мікрагенератараў для атрымання энергіі. 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。 Анда Джуніёр, Агаё, Маран, Ало і Энаа, Паўночная КаралінаАндо-Джуніёр (штат Агаё), Маран (штат Алабама) і Хенао (штат Паўночная Караліна) разглядаюць магчымасць распрацоўкі і прымянення тэрмаэлектрычных мікрагенератараў для атрымання энергіі.рэзюмэ. падтрымка. Energy Rev. 91, 376–393 (2018).
Полман, А., Найт, М., Гарнет, Э.К., Эрлер, Б. і Сінке, В.К. Фотаэлектрычныя матэрыялы: эфектыўнасць у цяперашні час і будучыя праблемы. Полман, А., Найт, М., Гарнет, Э.К., Эрлер, Б. і Сінке, В.К. Фотаэлектрычныя матэрыялы: эфектыўнасць у цяперашні час і будучыя праблемы.Полман, А., Найт, М., Гарнет, Э.К., Эрлер, Б. і Сінке, В.К. Фотаэлектрычныя матэрыялы: бягучыя характарыстыкі і будучыя праблемы. 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。 Полман, А., Найт, М., Гарнет, Э.К., Эрлер, Б. і Сінке, У.К. Сонечныя матэрыялы: бягучая эфектыўнасць і будучыя праблемы.Полман, А., Найт, М., Гарнет, Э.К., Эрлер, Б. і Сінке, В.К. Фотаэлектрычныя матэрыялы: бягучыя характарыстыкі і будучыя праблемы.Навука 352, aad4424 (2016).
Сун, К., Чжао, Р., Ван, З.Л. і Ян, Ю. Спалучаны пірап'езаэлектрычны эфект для аўтаномнага вымярэння тэмпературы і ціску. Сун, К., Чжао, Р., Ван, З.Л. і Ян, Ю. Спалучаны пірап'езаэлектрычны эфект для аўтаномнага вымярэння тэмпературы і ціску.Сун К., Чжао Р., Ван З.Л. і Ян Ю. Камбінаваны пірапіезаэлектрычны эфект для аўтаномнага адначасовага вымярэння тэмпературы і ціску. Сонг К., Чжао Р., Ван ЗЛ і Ян Ю. 用于自供电同时温度和压力传感的联合热压电效应。 Сун, К., Чжао, Р., Ван, З.Л. і Ян, Ю. Для самастойнага харчавання адначасова з тэмпературай і ціскам.Сун К., Чжао Р., Ван З.Л. і Ян Ю. Камбінаваны тэрмап'езаэлектрычны эфект для аўтаномнага адначасовага вымярэння тэмпературы і ціску.Наперад. альма-матэр 31, 1902831 (2019).
Зебальд, Г., Прувост, С. і Гайомар, Д. Збор энергіі на аснове піраэлектрычных цыклаў Эрыксана ў рэлаксатарнай сегнетаэлектрычнай кераміцы. Зебальд, Г., Прувост, С. і Гайомар, Д. Збор энергіі на аснове піраэлектрычных цыклаў Эрыксана ў рэлаксатарнай сегнетаэлектрычнай кераміцы.Зебальд Г., Пруво С. і Гайомар Д. Збор энергіі на аснове піраэлектрычных цыклаў Эрыксана ў рэлаксатарнай сегнетаэлектрычнай кераміцы.Зебальд Г., Пруво С. і Гаёмар Д. Збор энергіі ў рэлаксатарнай сегнетаэлектрычнай кераміцы на аснове піраэлектрычнага цыклавання Ericsson. Smart alma mater. structure. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электракаларычныя і піраэлектрычныя матэрыялы наступнага пакалення для ўзаемапераўтварэння электратэрмічнай энергіі ў цвёрдым стане. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электракаларычныя і піраэлектрычныя матэрыялы наступнага пакалення для ўзаемапераўтварэння электратэрмічнай энергіі ў цвёрдым стане. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электракалорыйныя і піраэлектрычныя матэрыялы наступнага пакалення для ўзаемнага пераўтварэння цвёрдай электрычнай энергіі. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электракаларычныя і піраэлектрычныя матэрыялы наступнага пакалення для ўзаемапераўтварэння электратэрмічнай энергіі ў цвёрдым стане. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW 用于固态电热能相互转换的下一代电热和热释电材料。 Алпай, С.П., Мантэзэ, Дж., Тролье-Макінстры, С., Чжан, К. і Уотмор, Р.В. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электракалорыйныя і піраэлектрычныя матэрыялы наступнага пакалення для ўзаемнага пераўтварэння цвёрдай электрычнай энергіі. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электракаларычныя і піраэлектрычныя матэрыялы наступнага пакалення для ўзаемапераўтварэння электратэрмічнай энергіі ў цвёрдым стане.Лэдзі Бул. 39, 1099–1109 (2014).
Чжан, К., Ван, Ю., Ван, З.Л. і Ян, Ю. Стандарт і паказчык якасці для колькаснай ацэнкі прадукцыйнасці піраэлектрычных нанагенератараў. Чжан, К., Ван, Ю., Ван, З.Л. і Ян, Ю. Стандарт і паказчык якасці для колькаснай ацэнкі прадукцыйнасці піраэлектрычных нанагенератараў.Чжан, К., Ван, Ю., Ван, З.Л. і Ян, Ю. Стандартны і якасны паказчык для колькаснай ацэнкі прадукцыйнасці піраэлектрычных нанагенератараў. Чжан К., Ван Ю., Ван ЗЛ і Ян Ю. 用于量化热释电纳米发电机性能的标准和品质因数。 Чжан К., Ван Ю., Ван ЗЛ і Ян Ю.Чжан, К., Ван, Ю., Ван, З.Л. і Ян, Ю. Крытэрыі і паказчыкі эфектыўнасці для колькаснай ацэнкі эфектыўнасці піраэлектрычнага нанагенератара.Нанаэнергетыка 55, 534–540 (2019).
Крослі, С., Наір, Б., Уотмор, Р. В., Моя, Х. і Матур, Н. Д. Цыклы электракаларычнага астуджэння ў танталаце свінцу і скандыя з сапраўднай рэгенерацыяй праз змяненне поля. Крослі, С., Наір, Б., Уотмор, Р. В., Моя, Х. і Матур, Н. Д. Цыклы электракаларычнага астуджэння ў танталаце свінцу і скандыя з сапраўднай рэгенерацыяй праз змяненне поля.Крослі, С., Наір, Б., Уотмар, Р. В., Моя, Х. і Матур, Н. Д. Цыклы электракаларычнага астуджэння ў танталаце свінцу-скандыю з сапраўднай рэгенерацыяй з дапамогай мадыфікацыі поля. Крослі, С., Наір, Б., Ватмор, Р.В., Моя, X. і Матур, С. Давідка 钽酸钪铅的电热冷却循环，通过场变化实现真正的再生。 Крослі, С., Нэйр, Б., Ватмор, Р.В., Мойя, X. і Матур, Паўночная Караліна. Тантал酸钪钪钪钪钪钪钪钪电求的电池水水水水水气水在电影在在线电影。Крослі, С., Наір, Б., Уотмар, Р. В., Моя, Х. і Матур, Н. Д. Цыкл электратэрмічнага астуджэння танталата скандыя-свінцу для сапраўднай рэгенерацыі праз пераключэнне поля.фізіка, перагляд X, 9, 41002 (2019).
Моя, Х., Кар-Нараян, С. і Матур, Н. Д. Каларычныя матэрыялы паблізу фазавых пераходаў фероікаў. Моя, Х., Кар-Нараян, С. і Матур, Н. Д. Каларычныя матэрыялы паблізу фазавых пераходаў фероікаў.Моя, Х., Кар-Нараян, С. і Матур, Н. Д. Каларычныя матэрыялы паблізу фероідных фазавых пераходаў. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND 铁质相变附近的热量材料。 Моя, Х., Кар-Нараян, С. і Матур, Н. Д. Цеплавыя матэрыялы побач з чорнай металургіяй.Моя, Х., Кар-Нараян, С. і Матур, Н. Д. Тэрмаматэрыялы паблізу фазавых пераходаў жалеза.Нац. alma mater 13, 439–450 (2014).
Моя, Х. і Матур, Н. Д. Каларыйныя матэрыялы для астуджэння і ацяплення. Моя, Х. і Матур, Н. Д. Каларыйныя матэрыялы для астуджэння і ацяплення.Моя, Х. і Матур, Н. Д. Цеплавыя матэрыялы для астуджэння і нагрэву. Moya, X. & Mathur, ND 用于冷却和加热的热量材料。 Моя, Х. і Матур, Н. Д. Цеплавыя матэрыялы для астуджэння і ацяплення.Моя Х. і Матур Н. Д. Цеплавыя матэрыялы для астуджэння і ацяплення.Навука 370, 797–803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Электракаларыйныя ахаладжальнікі: агляд. Torelló, A. & Defay, E. Электракаларыйныя ахаладжальнікі: агляд.Тарэла, А. і Дэфей, Э. Электракаларычныя чылеры: агляд. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论。 Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论。Тарэла, А. і Дэфей, Э. Электратэрмічныя ахаладжальнікі: агляд.Пашыраная. электроніка. альма-матэр. 8. 2101031 (2022).
Нучокгве, Ю. і інш. Велізарная энергетычная эфектыўнасць электракалорычнага матэрыялу ў высокаўпарадкаваным скандый-скандый-свінцы. National communication. 12, 3298 (2021).
Nair, B. і інш. Электратэрмічны эфект аксідных шматслаёвых кандэнсатараў значны ў шырокім дыяпазоне тэмператур. Nature 575, 468–472 (2019).
Тарэла, А. і інш. Вялізны дыяпазон тэмператур у электратэрмічных рэгенератараў. Science 370, 125–129 (2020).
Ван, Ю. і інш. Высокапрадукцыйная цвёрдацельная электратэрмічная сістэма астуджэння. Science 370, 129–133 (2020).
Мэн, Ю. і інш. Каскадная электратэрмічная прылада астуджэння для значнага павышэння тэмпературы. Нацыянальная энергетыка 5, 996–1002 (2020).
Олсен, Р.Б. і Браўн, Д.Д. Высокаэфектыўнае прамое пераўтварэнне цяпла ў электрычную энергію, звязанае з піраэлектрычнымі вымярэннямі. Олсен, Р.Б. і Браўн, Д.Д. Высокаэфектыўнае прамое пераўтварэнне цяпла ў электрычную энергію, звязанае з піраэлектрычнымі вымярэннямі.Олсен, Р.Б. і Браўн, Д.Д. Высокаэфектыўнае прамое пераўтварэнне цяпла ў электрычную энергію, звязанае з піраэлектрычнымі вымярэннямі. Olsen, RB & Brown, DD 高效直接将热量转换为电能相关的热释电测量。. Олсен, раннінбек і Браўн, дэрбіОлсен, Р.Б. і Браўн, Д.Д. Эфектыўнае прамое пераўтварэнне цяпла ў электрычнасць, звязанае з піраэлектрычнымі вымярэннямі.Сегнетаэлектрыка 40, 17–27 (1982).
Пандзья, С. і інш. Шчыльнасць энергіі і магутнасці ў тонкіх рэлаксатарных сегнетаэлектрычных плёнках. Нацыянальная альма-матэр. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
Сміт, А.Н. і Ханрахан, Б.М. Каскаднае піраэлектрычнае пераўтварэнне: аптымізацыя сегнетаэлектрычнага фазавага пераходу і электрычных страт. Сміт, А.Н. і Ханрахан, Б.М. Каскаднае піраэлектрычнае пераўтварэнне: аптымізацыя сегнетаэлектрычнага фазавага пераходу і электрычных страт.Сміт, А.Н. і Ханрахан, Б.М. Каскаднае піраэлектрычнае пераўтварэнне: сегнетаэлектрычны фазавы пераход і аптымізацыя электрычных страт. Smith, AN & Hanrahan, BM 级联热释电转换：优化铁电相变和电损耗。. Сміт, А.Н. і Ханрахан, Б.М.Сміт, А.Н. і Ханрахан, Б.М. Каскаднае піраэлектрычнае пераўтварэнне: аптымізацыя сегнетаэлектрычных фазавых пераходаў і электрычных страт.J. Прыкладная фізіка. 128, 24103 (2020).
Хох, С.Р. Выкарыстанне сегнетаэлектрычных матэрыялаў для пераўтварэння цеплавой энергіі ў электрычнасць. Працэс. IEEE 51, 838–845 (1963).
Олсен, Р.Б., Бруна, Д.А., Брыско, Дж.М. і Дулеа, Дж. Каскадны піраэлектрычны пераўтваральнік энергіі. Олсен, Р.Б., Бруна, Д.А., Брыско, Дж.М. і Дулеа, Дж. Каскадны піраэлектрычны пераўтваральнік энергіі.Олсен, Р.Б., Бруна, Д.А., Брыско, Дж.М. і Дулеа, Дж. Піраэлектрычны пераўтваральнік энергіі Каскейд. Олсен, Р.Б., Бруна, Д.А., Брыско, Дж.М. і Дулеа, Дж. Олсен, Р.Б., Бруна, Д.А., Брыско, Дж.М. і Дулеа, Дж.Олсен, Р.Б., Бруна, Д.А., Брыско, Дж.М. і Дулеа, Дж. Каскадныя піраэлектрычныя пераўтваральнікі энергіі.Сегнетаэлектрыка 59, 205–219 (1984).
Шэбанаў, Л. і Борман, К. Аб цвёрдых растворах танталата свінцу і скандыя з высокім электракаларычным эфектам. Шэбанаў, Л. і Борман, К. Аб цвёрдых растворах танталата свінцу і скандыя з высокім электракаларычным эфектам.Шэбанаў Л. і Борман К. Аб цвёрдых растворах танталата свінцу і скандыя з высокім электракаларычным эфектам. Шэбанаў, Л. і Борман, К. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体。 Шэбанаў, Л. і Борман, К.Шэбанаў Л. і Борман К. Аб цвёрдых растворах скандый-свінец-скандый з высокім электракаларычным эфектам.Сегнетаэлектрыкі 127, 143–148 (1992).
Мы дзякуем Н. Фурусаве, Ю. Іноўэ і К. Хондзе за дапамогу ў стварэнні MLC. PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB і ED. Дзякуй Люксембургскаму нацыянальнаму даследчыму фонду (FNR) за падтрымку гэтай працы праз CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay-Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay і BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay.
Кафедра даследаванняў і тэхналогій матэрыялаў, Люксембургскі тэхналагічны інстытут (LIST), Бельвуар, Люксембург