הצעת מקורות חשמל בני קיימא היא אחד האתגרים החשובים ביותר של המאה הזו. תחומי מחקר בחומרי קצירת אנרגיה נובעים ממוטיבציה זו, כולל תרמו-אלקטריים1, פוטו-וולטאיים2 ותרמו-פוטו-וולטאיים3. למרות שחסרים לנו חומרים ומכשירים המסוגלים לקצור אנרגיה בטווח ג'אול, חומרים פירואלקטריים שיכולים להמיר אנרגיה חשמלית לשינויי טמפרטורה תקופתיים נחשבים לחיישנים4 וקוצרי אנרגיה5,6,7. כאן פיתחנו קוצר אנרגיה תרמית מקרוסקופי בצורת קבל רב שכבתי העשוי מ-42 גרם של עופרת סקנדיום טנטלאט, המייצר 11.2 ג'אול של אנרגיה חשמלית לכל מחזור תרמודינמי. כל מודול פירואלקטרי יכול לייצר צפיפות אנרגיה חשמלית של עד 4.43 ג'אול סמ"ק-3 לכל מחזור. אנו מראים גם ששני מודולים כאלה במשקל 0.3 גרם מספיקים כדי להפעיל באופן רציף קוצרי אנרגיה אוטונומיים עם מיקרו-בקרים וחיישני טמפרטורה משובצים. לבסוף, אנו מראים שעבור טווח טמפרטורות של 10 קלווין, קבלים רב שכבתיים אלה יכולים להגיע ליעילות קרנו של 40%. תכונות אלו נובעות מ-(1) שינוי פאזה פרו-אלקטרי ליעילות גבוהה, (2) זרם דליפה נמוך למניעת הפסדים, ו-(3) מתח פריצה גבוה. קצירות חשמל פירו-אלקטריות מקרוסקופיות, ניתנות להרחבה ויעילות אלו מדמיינות מחדש את ייצור החשמל התרמו-אלקטרי.
בהשוואה לגרדיאנט הטמפרטורה המרחבי הנדרש עבור חומרים תרמואלקטריים, קצירת אנרגיה של חומרים תרמואלקטריים דורשת מחזורי טמפרטורה לאורך זמן. משמעות הדבר היא מחזור תרמודינמי, המתואר בצורה הטובה ביותר על ידי דיאגרמת האנטרופיה (S)-טמפרטורה (T). איור 1a מציג גרף ST טיפוסי של חומר פירואלקטרי לא לינארי (NLP) המדגים מעבר פאזה פרואלקטרי-פאראאלקטרי מונע שדה בסקנדיום עופרת טנטלאט (PST). החלקים הכחולים והירוקים של המחזור בדיאגרמת ST תואמים לאנרגיה החשמלית המומרת במחזור אולסון (שני חלקים איזותרמיים ושני חלקים איזופולים). כאן אנו בוחנים שני מחזורים עם אותו שינוי שדה חשמלי (שדה דולק וכבוי) ושינוי טמפרטורה ΔT, אם כי עם טמפרטורות התחלתיות שונות. המחזור הירוק אינו ממוקם באזור מעבר הפאזה ולכן יש לו שטח קטן בהרבה מהמחזור הכחול הממוקם באזור מעבר הפאזה. בדיאגרמת ST, ככל שהשטח גדול יותר, כך האנרגיה שנאספה גדולה יותר. לכן, מעבר הפאזה חייב לאסוף יותר אנרגיה. הצורך במחזורי שטח גדולים ב-NLP דומה מאוד לצורך ביישומים אלקטרותרמיים9, 10, 11, 12 שבהם קבלים רב-שכבתיים של PST (MLCs) וטרפולימרים מבוססי PVDF הראו לאחרונה ביצועי קירור הפוכים מצוינים במחזורים 13,14,15,16. לכן, זיהינו MLCs של PST המעניינים לקצירת אנרגיה תרמית. דגימות אלו תוארו במלואן בשיטות ואופיינו בהערות משלימות 1 (מיקרוסקופ אלקטרונים סורק), 2 (דיפרקציית קרני רנטגן) ו-3 (קלורימטריה).
א. סקיצה של גרף אנטרופיה (S)-טמפרטורה (T) עם שדה חשמלי דולק וכיבוי המופעל על חומרי NLP, המציג מעברי פאזה. שני מחזורי איסוף אנרגיה מוצגים בשני אזורי טמפרטורה שונים. המחזורים הכחולים והירוקים מתרחשים בתוך ומחוץ למעבר הפאזה, בהתאמה, ומסתיימים באזורים שונים מאוד של פני השטח. ב. שתי טבעות חד-קוטביות DE PST MLC, בעובי 1 מ"מ, שנמדדו בין 0 ל-155 קילו-וולט ס"מ-1 ב-20 מעלות צלזיוס ו-90 מעלות צלזיוס, בהתאמה, ומחזורי אולסן המתאימים. האותיות ABCD מתייחסות למצבים שונים במחזור אולסון. AB: MLCs נטענו ל-155 קילו-וולט ס"מ-1 ב-20 מעלות צלזיוס. BC: MLC נשמר ב-155 קילו-וולט ס"מ-1 והטמפרטורה הועלתה ל-90 מעלות צלזיוס. CD: MLC נפרק ב-90 מעלות צלזיוס. DA: MLC מקורר ל-20 מעלות צלזיוס בשדה אפס. האזור הכחול מתאים להספק הקלט הנדרש כדי להתחיל את המחזור. האזור הכתום הוא האנרגיה שנאספה במחזור אחד. c, פאנל עליון, מתח (שחור) וזרם (אדום) כנגד זמן, במעקב במהלך אותו מחזור אולסון כמו ב'. שני האלמנטים המוספים מייצגים את הגברת המתח והזרם בנקודות מפתח במחזור. בפאנל התחתון, העקומות הצהובות והירוקות מייצגות את עקומות הטמפרטורה והאנרגיה המתאימות, בהתאמה, עבור MLC בעובי 1 מ"מ. האנרגיה מחושבת מעקומות הזרם והמתח בפאנל העליון. אנרגיה שלילית מתאימה לאנרגיה שנאספה. השלבים התואמים לאותיות הגדולות בארבע האיורים זהים לאלו שבמחזור אולסון. המחזור AB'CD מתאים למחזור סטירלינג (הערה נוספת 7).
כאשר E ו-D הם השדה החשמלי ושדה התזוזה החשמלי, בהתאמה. ניתן להשיג את Nd בעקיפין ממעגל DE (איור 1b) או ישירות על ידי התחלת מחזור תרמודינמי. השיטות השימושיות ביותר תוארו על ידי אולסן בעבודתו החלוצית על איסוף אנרגיה פירואלקטרית בשנות ה-80.
באיור 1b מוצגות שתי לולאות DE חד-קוטביות של דגימות PST-MLC בעובי 1 מ"מ המורכבות בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס ו-90 מעלות צלזיוס, בהתאמה, בטווח של 0 עד 155 קילו-וולט לסמ"ר (600 וולט). ניתן להשתמש בשני מחזורים אלה כדי לחשב בעקיפין את האנרגיה שנאספה על ידי מחזור אולסון המוצג באיור 1a. למעשה, מחזור אולסון מורכב משני ענפי שדה איזותרמיים (כאן, שדה אפס בענף DA ו-155 קילו-וולט לסמ"ר בענף BC) ושני ענפים איזותרמיים (כאן, 20 מעלות צלזיוס ו-20 מעלות צלזיוס בענף AB). C בענף CD. האנרגיה שנאספת במהלך המחזור תואמת את האזורים הכתומים והכחולים (אינטגרל EdD). האנרגיה שנאספה Nd היא ההפרש בין אנרגיית הקלט והפלט, כלומר רק האזור הכתום באיור 1b. מחזור אולסון מסוים זה נותן צפיפות אנרגיה Nd של 1.78 ג'ול לסמ"ר. מחזור סטירלינג הוא אלטרנטיבה למחזור אולסון (הערה משלימה 7). מכיוון ששלב הטעינה הקבועה (מעגל פתוח) מושג ביתר קלות, צפיפות האנרגיה המופקת מאיור 1b (מחזור AB'CD) מגיעה ל-1.25 J cm-3. זהו רק 70% ממה שמחזור אולסון יכול לאסוף, אך ציוד קטיף פשוט עושה זאת.
בנוסף, מדדנו ישירות את האנרגיה שנאספה במהלך מחזור אולסון על ידי הפעלת מעגל ה-MLC של ה-PST באמצעות שלב בקרת טמפרטורה Linkam ומד מקור (שיטה). איור 1c בחלק העליון ובתבניות הקטנות המתאים מציג את הזרם (אדום) והמתח (שחור) שנאספו על אותו MLC של PST בעובי 1 מ"מ כמו בלולאת DE העוברת דרך אותו מחזור אולסון. הזרם והמתח מאפשרים לחשב את האנרגיה שנאספה, והעקומות מוצגות באיור 1c, למטה (ירוק) והטמפרטורה (צהוב) לאורך כל המחזור. האותיות ABCD מייצגות את אותו מחזור אולסון באיור 1. טעינת ה-MLC מתרחשת במהלך שלב AB ומתבצעת בזרם נמוך (200 מיקרו-אמפר), כך ש-SourceMeter יכול לשלוט כראוי בטעינה. התוצאה של זרם התחלתי קבוע זה היא שעקומת המתח (עקומה שחורה) אינה לינארית עקב שדה תזוזת הפוטנציאל הלא ליניארי DPST (איור 1c, תבניות קטנות עליונות). בסוף הטעינה, 30 mJ של אנרגיה חשמלית מאוחסנים ב-MLC (נקודה B). לאחר מכן, ה-MLC מתחמם ונוצר זרם שלילי (ולכן זרם שלילי) בעוד שהמתח נשאר על 600 וולט. לאחר 40 שניות, כאשר הטמפרטורה הגיעה לרמה של 90 מעלות צלזיוס, זרם זה פוצה, למרות שדגימת המדרגה ייצרה במעגל הספק חשמלי של 35 מיליג'אול במהלך איזו-שדה זה (הכנסה שנייה באיור 1c, למעלה). לאחר מכן, המתח על ה-MLC (CD הסניף) מופחת, וכתוצאה מכך נוצרים 60 מיליג'אול נוספים של עבודה חשמלית. אנרגיית המוצא הכוללת היא 95 מיליג'אול. האנרגיה שנאספה היא ההפרש בין אנרגיית הקלט לאנרגיית המוצא, מה שנותן 95 – 30 = 65 מיליג'אול. זה מתאים לצפיפות אנרגיה של 1.84 ג'ול סמ"ק, הקרובה מאוד ל-Nd המופק מטבעת DE. השחזור של מחזור אולסון זה נבדק בהרחבה (הערה משלימה 4). על ידי העלאה נוספת של המתח והטמפרטורה, השגנו 4.43 J cm-3 באמצעות מחזורי אולסן ב-MLC PST בעובי 0.5 מ"מ בטווח טמפרטורות של 750 וולט (195 קילו-וולט cm-1) ו-175 מעלות צלזיוס (הערה משלימה 5). ערך זה גדול פי ארבעה מהביצועים הטובים ביותר שדווחו בספרות עבור מחזורי אולסון ישירים והושג על שכבות דקות של Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1.06 J cm-3)18 (סמ"ר). טבלה משלימה 1 לערכים נוספים בספרות. ביצועים אלה הושגו הודות לזרם הדליפה הנמוך מאוד של MLCs אלה (<10⁻⁶ A ב-750 וולט ו-180 מעלות צלזיוס, ראה פרטים בהערה משלימה 6) - נקודה מכרעת שהוזכרה על ידי סמית ואחרים - בניגוד לחומרים ששימשו במחקרים קודמים. ביצועים אלה הושגו הודות לזרם הדליפה הנמוך מאוד של MLCs אלה (<10⁻⁶ A ב-750 וולט ו-180 מעלות צלזיוס, ראה פרטים בהערה משלימה 6) - נקודה מכרעת שהוזכרה על ידי סמית ואחרים - בניגוד לחומרים ששימשו במחקרים קודמים. Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих MLC (<10–7 А при 750 В м. в дополнительном примечании 6) — критический момент, упомянутый Смитом и др. 19 — в отличие от к материалам, использованным в более ранних исследованиях17,20. מאפיינים אלה הושגו הודות לזרם הדליפה הנמוך מאוד של MLCs אלה (<10–7 A ב-750 V ו-180 °C, ראה הערה משלימה 6 לפרטים) - נקודה קריטית שהוזכרה על ידי סמית ואחרים. 19 - בניגוד לחומרים ששימשו במחקרים קודמים 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）—-Smith 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 补兎 说信息））））） — 等 人 19 提到 关键 关键 点 相比之下 相比之下 下丯比 之相比之下 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 相比之下繸相比之下 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 ו 180 °C, см. подробности в дополнитель) — ключевой момент, упомянутый Смитом и др. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики. מאחר שזרם הדליפה של MLCs אלה נמוך מאוד (<10–7 A ב-750 וולט ו-180 מעלות צלזיוס, ראה הערה משלימה 6 לפרטים) – נקודה מרכזית שהוזכרה על ידי סמית' ואחרים [19] – לצורך השוואה, ביצועים אלה הושגו.לחומרים ששימשו במחקרים קודמים 17,20.
אותם תנאים (600 וולט, 20-90 מעלות צלזיוס) חלו על מחזור סטירלינג (הערה משלימה 7). כצפוי מתוצאות מחזור ה-DE, התפוקה הייתה 41.0 mJ. אחת התכונות הבולטות ביותר של מחזורי סטירלינג היא יכולתם להגביר את המתח ההתחלתי באמצעות האפקט התרמואלקטרי. צפינו בהגבר מתח של עד 39 (ממתח התחלתי של 15 וולט למתח קצה של עד 590 וולט, ראה איור משלים 7.2).
מאפיין בולט נוסף של MLCs אלו הוא שהם עצמים מקרוסקופיים גדולים מספיק כדי לאסוף אנרגיה בטווח הג'אול. לכן, בנינו אב טיפוס של מכונת קציר (HARV1) באמצעות 28 MLC PST בעובי 1 מ"מ, בהתאם לאותו עיצוב לוחות מקבילים שתואר על ידי טורלו ואחרים.14, במטריצה ​​7×4 כפי שמוצג באיור. הנוזל הדיאלקטרי נושא החום בסעפת נדחק על ידי משאבה פריסטלטית בין שני מאגרים שבהם טמפרטורת הנוזל נשמרת קבועה (שיטה). אוספים עד 3.1 ג'אול באמצעות מחזור אולסון המתואר באיור 2א', אזורים איזותרמיים ב-10°C ו-125°C ואזורי איזו-שדה ב-0 ו-750 וולט (195 קילו-וולט לסמ"ר). זה מתאים לצפיפות אנרגיה של 3.14 ג'אול לסמ"ר. באמצעות קומביין זה, נערכו מדידות בתנאים שונים (איור 2ב'). שימו לב כי 1.8 ג'אול התקבלו בטווח טמפרטורות של 80 מעלות צלזיוס ומתח של 600 וולט (155 קילו-וולט לסמ"ר). נתון זה תואם היטב את 65 מיליג'אול שהוזכרו קודם לכן עבור MLC PST בעובי 1 מ"מ באותם תנאים (28 × 65 = 1820 מיליג'אול).
א. מערך ניסויי של אב טיפוס HARV1 מורכב המבוסס על 28 שבבי MLC בעובי 1 מ"מ (4 שורות × 7 עמודות) הפועלים במחזורי אולסון. עבור כל אחד מארבעת שלבי המחזור, טמפרטורה ומתח מסופקים באב טיפוס. המחשב מניע משאבה פריסטלטית המזרימה נוזל דיאלקטרי בין המאגרים הקרים והחמים, שני שסתומים ומקור כוח. המחשב משתמש גם בתרמו-צמדים כדי לאסוף נתונים על המתח והזרם המסופקים לאב טיפוס ועל טמפרטורת הקומביין מספק הכוח. ב. אנרגיה (צבע) שנאספה על ידי אב טיפוס MLC 4×7 שלנו לעומת טווח טמפרטורות (ציר X) ומתח (ציר Y) בניסויים שונים.
גרסה גדולה יותר של המקטיף (HARV2) עם 60 PST MLC בעובי 1 מ"מ ו-160 PST MLC בעובי 0.5 מ"מ (41.7 גרם חומר פירואלקטרי פעיל) נתנה 11.2 ג'אול (הערה משלימה 8). בשנת 1984, אולסן ייצר מקטיף אנרגיה המבוסס על 317 גרם של תרכובת Pb(Zr,Ti)O3 מסוממת בדיל, המסוגלת לייצר 6.23 ג'אול של חשמל בטמפרטורה של כ-150 מעלות צלזיוס (הפניה 21). עבור קומביין זה, זהו הערך היחיד הנוסף הזמין בטווח הג'אול. הוא השיג קצת יותר ממחצית הערך שהשגנו וכמעט פי שבעה באיכות. משמעות הדבר היא שצפיפות האנרגיה של HARV2 גבוהה פי 13.
תקופת המחזור של HARV1 היא 57 שניות. פעולה זו ייצרה 54 mW של הספק עם 4 שורות של 7 עמודות של ערכות MLC בעובי 1 מ"מ. כדי לקחת את זה צעד אחד קדימה, בנינו קומביין שלישי (HARV3) עם MLC PST בעובי 0.5 מ"מ ומערכת דומה ל-HARV1 ו-HARV2 (הערה משלימה 9). מדדנו זמן תרמיזציה של 12.5 שניות. זה מתאים לזמן מחזור של 25 שניות (איור משלים 9). האנרגיה שנאספה (47 mJ) נותנת הספק חשמלי של 1.95 mW לכל MLC, מה שמאפשר לנו לדמיין ש-HARV2 מייצר 0.55 W (כ-1.95 mW × 280 PST MLC בעובי 0.5 מ"מ). בנוסף, סימולציית העברת חום באמצעות סימולציית אלמנטים סופיים (COMSOL, הערה משלימה 10 וטבלאות משלימות 2-4) התואמת לניסויי HARV1. מידול אלמנטים סופיים אפשר לחזות ערכי הספק גבוהים כמעט בסדר גודל (430 מיליוואט) עבור אותו מספר של עמודות PST על ידי דילול ה-MLC ל-0.2 מ"מ, שימוש במים כחומר קירור, ושחזור המטריצה ​​ל-7 שורות. × 4 עמודות (בנוסף ל- , היו 960 מיליוואט כאשר המיכל היה ליד הקומביין, איור משלים 10ב').
כדי להדגים את התועלת של קולט זה, יושם מחזור סטירלינג על מדגים עצמאי המורכב משני MLCs PST בעובי 0.5 מ"מ בלבד כקולטי חום, מתג מתח גבוה, מתג מתח נמוך עם קבל אחסון, ממיר DC/DC, מיקרו-בקר בעל צריכת חשמל נמוכה, שני צמדים תרמיים וממיר בוסט (הערה משלימה 11). המעגל דורש טעינה תחילה של קבל האחסון ב-9 וולט ולאחר מכן פעולה אוטונומית כאשר הטמפרטורה של שני ה-MLCs נעה בין -5°C ל-85°C, כאן במחזורים של 160 שניות (מספר מחזורים מוצגים בהערה משלימה 11). באופן מפתיע, שני MLCs במשקל של 0.3 גרם בלבד יכולים לשלוט באופן אוטונומי במערכת גדולה זו. מאפיין מעניין נוסף הוא שממיר המתח הנמוך מסוגל להמיר 400 וולט ל-10-15 וולט ביעילות של 79% (הערה משלימה 11 ואיור משלים 11.3).
לבסוף, הערכנו את יעילותם של מודולי MLC אלה בהמרת אנרגיה תרמית לאנרגיה חשמלית. גורם האיכות η של היעילות מוגדר כיחס בין צפיפות האנרגיה החשמלית הנאספת Nd לצפיפות החום המסופק Qin (הערה משלימה 12):
איורים 3א', 3ב' מציגים את היעילות η ואת היעילות הפרופורציונלית ηr של מחזור אולסן, בהתאמה, כפונקציה של טווח הטמפרטורות של MLC PST בעובי 0.5 מ"מ. שני מערכי הנתונים ניתנים עבור שדה חשמלי של 195 קילו-וולט לסמ"ר. היעילות מגיעה ל-1.43%, השווה ל-18% מ-ηr. עם זאת, עבור טווח טמפרטורות של 10 קלווין מ-25 מעלות צלזיוס עד 35 מעלות צלזיוס, ηr מגיע לערכים של עד 40% (עקומה כחולה באיור 3ב'). זהו פי שניים מהערך הידוע עבור חומרי NLP שתועדו בסרטי PMN-PT (ηr = 19%) בטווח הטמפרטורות של 10 קלווין ו-300 קילו-וולט לסמ"ר (מקור 18). טווחי טמפרטורות מתחת ל-10 קלווין לא נלקחו בחשבון מכיוון שההיסטרזה התרמית של MLC PST היא בין 5 ל-8 קלווין. זיהוי ההשפעה החיובית של מעברי פאזה על היעילות הוא קריטי. למעשה, הערכים האופטימליים של η ו-ηr מתקבלים כמעט כולם בטמפרטורה ההתחלתית Ti = 25°C באיורים 3a,b. זאת בשל מעבר פאזה קרוב כאשר לא מופעל שדה וטמפרטורת קירי TC היא סביב 20°C ב-MLCs אלה (הערה משלימה 13).
a,b, היעילות η והיעילות הפרופורציונלית של מחזור אולסון (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot}} עבור המתח החשמלי המקסימלי על ידי שדה של 195 קילו-וולט לסמ"ר וטמפרטורות התחלתיות שונות Ti, }}\,\)(b) עבור MPC PST בעובי 0.5 מ"מ, בהתאם לטווח הטמפרטורות ΔTspan.
לתצפית האחרונה שתי השלכות חשובות: (1) כל מחזור תנועה יעיל חייב להתחיל בטמפרטורות מעל TC כדי שיתרחש מעבר פאזה המושרה על ידי שדה (מפרה-אלקטרי לפרו-אלקטרי); (2) חומרים אלה יעילים יותר בזמני ריצה קרובים ל-TC. למרות שניצולות בקנה מידה גדול מוצגות בניסויים שלנו, טווח הטמפרטורות המוגבל אינו מאפשר לנו להשיג יעילות מוחלטת גדולה עקב גבול קרנו (\(\Delta T/T\)). עם זאת, היעילות המצוינת שהודגמה על ידי MLCs PST אלה מצדיקה את אולסן כאשר הוא מזכיר כי "מנוע תרמו-אלקטרי רגנרטיבי אידיאלי מסוג 20 הפועל בטמפרטורות שבין 50 מעלות צלזיוס ל-250 מעלות צלזיוס יכול להיות בעל יעילות של 30%"17. כדי להגיע לערכים אלה ולבחון את הרעיון, יהיה זה מועיל להשתמש ב-PST מסוממים עם TCs שונים, כפי שנחקר על ידי שבנוב ובורמן. הם הראו כי TC ב-PST יכול לנוע בין 3 מעלות צלזיוס (סימום Sb) ל-33 מעלות צלזיוס (סימום Ti)22. לכן, אנו משערים כי מחודשים פירואלקטריים מהדור הבא המבוססים על MLCs PST מסוממים או חומרים אחרים עם מעבר פאזה חזק מסדר ראשון יוכלו להתחרות במפיקי החשמל הטובים ביותר.
במחקר זה, חקרנו MLCs העשויים מ-PST. התקנים אלה מורכבים מסדרה של אלקטרודות Pt ו-PST, אליהן מחוברים מספר קבלים במקביל. PST נבחר מכיוון שהוא חומר EC מצוין ולכן חומר NLP פוטנציאלי מצוין. הוא מציג מעבר פאזה פרו-אלקטרי-פארא-אלקטרי חד מסדר ראשון סביב 20 מעלות צלזיוס, דבר המצביע על כך ששינויי האנטרופיה שלו דומים לאלה המוצגים באיור 1. MLCs דומים תוארו במלואם עבור התקני EC13,14. במחקר זה, השתמשנו ב-MLCs בגודל 10.4 × 7.2 × 1 מ"מ ³ ו-10.4 × 7.2 × 0.5 מ"מ ³. MLCs בעובי של 1 מ"מ ו-0.5 מ"מ יוצרו מ-19 ו-9 שכבות של PST בעובי של 38.6 מיקרומטר, בהתאמה. בשני המקרים, שכבת ה-PST הפנימית הונחה בין אלקטרודות פלטינה בעובי 2.05 מיקרומטר. תכנון אלקטרודות MLC אלו מניח ש-55% מאלקטרודות ה-PST פעילות, המקבילות לחלק שבין האלקטרודות (הערה משלימה 1). שטח האלקטרודה הפעילה היה 48.7 מ"מ רבוע (טבלה משלימה 5). אלקטרודה PST של MLC הוכנה בשיטת תגובת פאזה מוצקה ויציקה. פרטי תהליך ההכנה תוארו במאמר קודם14. אחד ההבדלים בין אלקטרודה PST MLC למאמר הקודם הוא סדר אתרי ה-B, המשפיע מאוד על ביצועי ה-EC ב-PST. סדר אתרי ה-B של אלקטרודה PST MLC הוא 0.75 (הערה משלימה 2) המתקבל על ידי סינטור ב-1400 מעלות צלזיוס ולאחר מכן חישול של מאות שעות ב-1000 מעלות צלזיוס. למידע נוסף על אלקטרודה PST MLC, ראו הערות משלימות 1-3 וטבלה משלימה 5.
הקונספט המרכזי של מחקר זה מבוסס על מחזור אולסון (איור 1). עבור מחזור כזה, אנו זקוקים למאגר חם וקר ולספק כוח המסוגל לנטר ולשלוט במתח ובזרם במודולי ה-MLC השונים. מחזורים ישירים אלה השתמשו בשתי תצורות שונות, כלומר (1) מודולי Linkam המחממים ומקררים MLC אחד המחובר למקור כוח Keithley 2410, ו-(2) שלושה אבות טיפוס (HARV1, HARV2 ו-HARV3) במקביל לאותה מקור אנרגיה. במקרה האחרון, נוזל דיאלקטרי (שמן סיליקון בעל צמיגות של 5 cP ב-25°C, שנרכש מסיגמא אולדריץ') שימש לחילוף חום בין שני המאגרים (חם וקר) לבין ה-MLC. המאגר התרמי מורכב ממיכל זכוכית מלא בנוזל דיאלקטרי ומונח על גבי הלוח התרמי. אחסון בקירור מורכב מאמבט מים עם צינורות נוזל המכילים נוזל דיאלקטרי במיכל פלסטיק גדול מלא במים וקרח. שני שסתומי קמצוץ תלת-כיווניים (שנקנו מחברת Bio-Chem Fluidics) הוצבו בכל קצה של הקומביין כדי להעביר כראוי נוזל ממאגר אחד לאחר (איור 2א). כדי להבטיח שיווי משקל תרמי בין חבילת PST-MLC לבין נוזל הקירור, תקופת המחזור הוארכה עד שהצמדים התרמיים של הכניסה והיציאה (קרוב ככל האפשר לחבילת PST-MLC) הציגו את אותה טמפרטורה. סקריפט הפייתון מנהל ומסנכרן את כל המכשירים (מדדי מקור, משאבות, שסתומים וצמדים תרמיים) כדי להפעיל את מחזור אולסון הנכון, כלומר לולאת נוזל הקירור מתחילה לעבור דרך ערימת PST לאחר טעינת מד המקור כך שהם מתחממים במתח הרצוי עבור מחזור אולסון נתון.
לחלופין, אישרנו את המדידות הישירות הללו של אנרגיה שנאספה באמצעות שיטות עקיפות. שיטות עקיפות אלו מבוססות על לולאות שדה חשמלי (D) - תזוזה חשמלית (E) הנאספות בטמפרטורות שונות, ועל ידי חישוב השטח בין שתי לולאות DE, ניתן להעריך במדויק כמה אנרגיה ניתן לאסוף, כפי שמוצג באיור 2.1b. לולאות DE אלו נאספות גם באמצעות מדי מקור קית'לי.
עשרים ושמונה צמדים PST MLC בעובי 1 מ"מ הורכבו במבנה לוחות מקבילים בן 4 שורות ו-7 עמודים, בהתאם לתכנון המתואר במקור. 14. מרווח הנוזלים בין שורות PST-MLC הוא 0.75 מ"מ. מרווח זה מושג על ידי הוספת רצועות של סרט דו-צדדי כמרווחי נוזלים סביב קצוות צמד ה-PST MLC. צמד ה-PST MLC מחובר חשמלית במקביל באמצעות גשר אפוקסי כסוף במגע עם חוטי האלקטרודה. לאחר מכן, חוטים הודבקו עם שרף אפוקסי כסוף לכל צד של הדקי האלקטרודה לחיבור לספק הכוח. לבסוף, הכנס את המבנה כולו לתוך צינור הפוליאולפין. האחרון מודבק לצינור הנוזל כדי להבטיח איטום נאות. לבסוף, נבנו צמדים תרמיים מסוג K בעובי 0.25 מ"מ בכל קצה של מבנה PST-MLC כדי לנטר את טמפרטורות הנוזל בכניסה וביציאה. לשם כך, יש לנקב תחילה את הצינור. לאחר התקנת הצמד התרמי, יש למרוח את אותו דבק כמו קודם בין צינור הצמד התרמי לחוט כדי לשקם את האיטום.
נבנו שמונה אבות טיפוס נפרדים, ארבעה מהם כללו 40 סיביות MLC PST בעובי 0.5 מ"מ המחולקות כלוחות מקבילות עם 5 עמודות ו-8 שורות, ולארבעת הנותרים היו 15 סיביות MLC PST בעובי 1 מ"מ כל אחת, במבנה לוחות מקבילים בן 3 עמודות × 5 שורות. המספר הכולל של סיביות PST MLC ששימשו היה 220 (160 בעובי 0.5 מ"מ ו-60 סיביות PST MLC בעובי 1 מ"מ). אנו קוראים לשתי יחידות המשנה הללו HARV2_160 ו-HARV2_60. פער הנוזל באב הטיפוס HARV2_160 מורכב משני סרטים דו-צדדיים בעובי 0.25 מ"מ עם חוט בעובי 0.25 מ"מ ביניהם. עבור אב הטיפוס HARV2_60, חזרנו על אותו הליך, אך באמצעות חוט בעובי 0.38 מ"מ. לשם סימטריה, ל-HARV2_160 ול-HARV2_60 מעגלי נוזלים, משאבות, שסתומים וצד קר משלהם (הערה משלימה 8). שתי יחידות HARV2 חולקות מאגר חום, מיכל של 3 ליטר (30 ס"מ x 20 ס"מ x 5 ס"מ) על שתי פלטות חימום עם מגנטים מסתובבים. כל שמונת האבות-טיפוסים מחוברים חשמלית במקביל. יחידות המשנה HARV2_160 ו-HARV2_60 פועלות בו זמנית במעגל אולסון וכתוצאה מכך נוצרת קצירת אנרגיה של 11.2 ג'אול.
הכניסו PST MLC בעובי 0.5 מ"מ לתוך צינור פוליאולפין בעזרת סרט דו צדדי וחוט משני הצדדים כדי ליצור מקום לזרימת נוזלים. בשל גודלו הקטן, האבטיפוס הוצב ליד שסתום מיכל חם או קר, מה שממזער את זמני המחזור.
ב-PST MLC, שדה חשמלי קבוע מופעל על ידי הפעלת מתח קבוע על ענף החימום. כתוצאה מכך, נוצר זרם תרמי שלילי ואנרגיה נאגרת. לאחר חימום ה-PST MLC, השדה מוסר (V = 0), והאנרגיה המאוחסנת בו מוחזרת חזרה למונה המקור, התואמת לתרומה נוספת של האנרגיה שנאספה. לבסוף, כאשר מופעל מתח V = 0, סוללות ה-PST של ה-MLC מקוררות לטמפרטורה ההתחלתית שלהן כך שהמחזור יוכל להתחיל מחדש. בשלב זה, אנרגיה לא נאספת. הרצנו את מחזור אולסן באמצעות Keithley 2410 SourceMeter, טענו את ה-PST MLC ממקור מתח וקבענו את התאמת הזרם לערך המתאים כך שייאספו מספיק נקודות במהלך שלב הטעינה לחישובי אנרגיה אמינים.
במחזורי סטירלינג, סוללות MLC מסוג PST נטענו במצב מקור מתח בערך שדה חשמלי התחלתי (מתח התחלתי Vi > 0), זרם תאימות רצוי כך ששלב הטעינה אורך כשנייה אחת (ומספיק נקודות נאספות לחישוב אמין של האנרגיה) וטמפרטורה קרה. במחזורי סטירלינג, סוללות MLC מסוג PST נטענו במצב מקור מתח בערך שדה חשמלי התחלתי (מתח התחלתי Vi > 0), זרם תאימות רצוי כך ששלב הטעינה אורך כשנייה אחת (ומספיק נקודות נאספות לחישוב אמין של האנרגיה) וטמפרטורה קרה. В циклах Стирлинга PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном значении электриче напряжение Vi > 0), желаемом податливом токе, так что этап здки занимает около 1 с (ו набирается дичо для надежного расчета энергия) и холодная температура. במחזורי סטירלינג PST MLC, הם נטענו במצב מקור מתח בערך ההתחלתי של השדה החשמלי (מתח התחלתי Vi > 0), זרם הניצולת הרצוי, כך ששלב הטעינה אורך כשנייה אחת (ונאסף מספר מספיק של נקודות לחישוב אנרגיה אמין) ובטמפרטורה קרה.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。 במחזור האב, ה-PST MLC נטען בערך השדה החשמלי ההתחלתי (מתח התחלתי Vi > 0) במצב מקור המתח, כך שזרם התאימות הנדרש לוקח כשנייה אחת לשלב הטעינה (ואספנו מספיק נקודות כדי לחשב באופן אמין (אנרגיה) וטמפרטורה נמוכה). В цикле Стирлинга PST MLC заряжается в режиме источника напряжения с начальным значением электричелского ( напряжение Vi > 0), требуемый ток податливости таков, что этап здки занимает около 1 с (ו набирается дочно точек, чтобы надежно рассчитать энергию) и низкие температуры. במחזור סטירלינג, ה-PST MLC נטען במצב מקור מתח עם ערך התחלתי של השדה החשמלי (מתח התחלתי Vi > 0), זרם התאימות הנדרש הוא כזה ששלב הטעינה אורך כשנייה אחת (ומספר מספיק של נקודות נאסף כדי לחשב את האנרגיה באופן אמין) וטמפרטורות נמוכות.לפני ש-MLC של ה-PST מתחמם, פתחו את המעגל על ​​ידי הפעלת זרם התאמה של I = 0 mA (זרם ההתאמה המינימלי שמקור המדידה שלנו יכול להתמודד איתו הוא 10 nA). כתוצאה מכך, מטען נשאר ב-PST של ה-MJK, והמתח עולה ככל שהדגימה מתחממת. לא נאספת אנרגיה בזרוע BC מכיוון ש-I = 0 mA. לאחר הגעה לטמפרטורה גבוהה, המתח ב-MLT FT עולה (במקרים מסוימים יותר מפי 30, ראו איור נוסף 7.2), ה-MLK FT נפרק (V = 0), ואנרגיה חשמלית מאוחסנת בהם למשך המטען ההתחלתי. אותה התאמה לזרם מוחזרת למקור המונה. עקב עלייה במתח, האנרגיה המאוחסנת בטמפרטורה גבוהה גבוהה יותר מזו שסופקה בתחילת המחזור. כתוצאה מכך, אנרגיה מתקבלת על ידי המרת חום לחשמל.
השתמשנו במד מקור Keithley 2410 כדי לנטר את המתח והזרם המופעלים על מד המקור של Keithley. האנרגיה המתאימה מחושבת על ידי שילוב המכפלה של המתח והזרם הנקראים על ידי מד המקור של Keithley, \(E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas})}\left(t\ right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\), כאשר τ הוא מחזור המחזור. בעקומת האנרגיה שלנו, ערכי אנרגיה חיוביים מתייחסים לאנרגיה שיש לנו לתת ל-MLC PST, וערכים שליליים מתייחסים לאנרגיה שאנו מפיקים מהם ולכן לאנרגיה המתקבלת. ההספק היחסי עבור מחזור איסוף נתון נקבע על ידי חלוקת האנרגיה שנאספה במחזור המחזור τ של המחזור כולו.
כל הנתונים מוצגים בטקסט הראשי או במידע נוסף. מכתבים ובקשות לחומרים יש להפנות למקור נתוני AT או ED המסופקים במאמר זה.
אנדו ג'וניור, אוהיו, מרן, ALO והנאו, צפון קרוליינה סקירה של פיתוח ויישומים של מיקרו-גנרטורים תרמו-אלקטריים לאיסוף אנרגיה. אנדו ג'וניור, אוהיו, מרן, ALO והנאו, צפון קרוליינה סקירה של פיתוח ויישומים של מיקרו-גנרטורים תרמו-אלקטריים לאיסוף אנרגיה.אנדו ג'וניור, אוהיו, מרן, ALO והנאו, צפון קרוליינה. סקירה כללית של פיתוח ויישום של מיקרו-גנרטורים תרמו-אלקטריים לקצירת אנרגיה. 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, NCאנדו ג'וניור מאוהיו, מרן במחוז אל-או, והנאו בצפון קרוליינה שוקלות פיתוח ויישום של מיקרו-גנרטורים תרמו-אלקטריים לקצירת אנרגיה.קורות חיים. תמיכה. Energy Rev. 91, 376–393 (2018).
פולמן, א., נייט, מ., גארנט, EC, ארלר, ב. וסינקה, WC חומרים פוטו-וולטאיים: יעילות נוכחית ואתגרים עתידיים. פולמן, א., נייט, מ., גארנט, EC, ארלר, ב. וסינקה, WC חומרים פוטו-וולטאיים: יעילות נוכחית ואתגרים עתידיים.פולמן, א., נייט, מ., גארנט, א.ק., ארלר, ב. וסינקה, ו.ק. חומרים פוטו-וולטאיים: ביצועים נוכחיים ואתגרים עתידיים. 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。 פולמן, א., נייט, מ., גארנט, EC, ארלר, ב. וסינקה, WC חומרים סולאריים: יעילות נוכחית ואתגרים עתידיים.פולמן, א., נייט, מ., גארנט, א.ק., ארלר, ב. וסינקה, ו.ק. חומרים פוטו-וולטאיים: ביצועים נוכחיים ואתגרים עתידיים.מדע 352, aad4424 (2016).
סונג, ק., ז'או, ר., וואנג, ז.ל. ויאנג, י. אפקט פירו-פיזואלקטרי משולב לחישת טמפרטורה ולחץ בו-זמנית המופעלת באופן עצמאי. סונג, ק., ז'או, ר., וואנג, ז.ל. ויאנג, י. אפקט פירו-פיזואלקטרי משולב לחישת טמפרטורה ולחץ בו-זמנית המופעלת באופן עצמאי.סונג ק., ז'או ר., וואנג ז.ל. ויאן יו. אפקט פירופיזואלקטרי משולב למדידה סימולטנית אוטונומית של טמפרטורה ולחץ. 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。 סונג, ק., ז'או, ר., וואנג, ז.ל. ויאנג, י. להנעה עצמית בו זמנית עם טמפרטורה ולחץ.סונג ק., ז'או ר., וואנג ז.ל. ויאן יו. אפקט תרמו-פיזואלקטרי משולב למדידה סימולטנית אוטונומית של טמפרטורה ולחץ.קדימה. אלמה מאטר 31, 1902831 (2019).
סבאלד, ג'., פרווסט, ס. וגיומאר, ד. קצירת אנרגיה המבוססת על מחזורים פירואלקטריים של אריקסון בקרמיקה פרואלקטרית רלקסור. סבאלד, ג'., פרווסט, ס. וגיומאר, ד. קצירת אנרגיה המבוססת על מחזורים פירואלקטריים של אריקסון בקרמיקה פרואלקטרית רלקסור.סבאלד ג', פרווסט ס. וגיומאר ד. קצירת אנרגיה המבוססת על מחזורי אריקסון פירואלקטריים בקרמיקה פרואלקטרית רלקסור.סבאלד ג', פרווסט ס' וגיומאר ד'. קצירת אנרגיה בקרמיקה פרואלקטרית רלקסורית המבוססת על מחזור פירואלקטרי של אריקסון. מבנה אלמה מאטר חכם. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW חומרים אלקטרו-קלוריים ופירואלקטריים מהדור הבא להמרה הדדית של אנרגיה אלקטרותרמית במצב מוצק. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW חומרים אלקטרו-קלוריים ופירואלקטריים מהדור הבא להמרה הדדית של אנרגיה אלקטרותרמית במצב מוצק. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW חומרים אלקטרו-קלוריים ופירואלקטריים מהדור הבא להמרה הדדית של אנרגיה אלקטרותרמית במצב מוצק. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. אלפיי, ס.פ., מנטזה, ג'., טרולייר-מקינסטרי, ס., ג'אנג, ק. וואטהמור, ר.וו. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW חומרים אלקטרו-קלוריים ופירואלקטריים מהדור הבא להמרה הדדית של אנרגיה אלקטרותרמית במצב מוצק.ליידי בול. 39, 1099–1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. סטנדרט ונתון לכימות ביצועי ננו-גנרטורים פירואלקטריים. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. סטנדרט ונתון לכימות ביצועי ננו-גנרטורים פירואלקטריים.ג'אנג, ק., וואנג, י., וואנג, ז.ל. ויאנג, יו. תקן וציון איכות לכימות ביצועי ננו-גנרטורים פירואלקטריים. 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.ג'אנג, ק., וואנג, י., וואנג, ז.ל. ויאנג, יו. קריטריונים ומדדי ביצועים לכימות ביצועי ננו-גנרטור פירואלקטרי.ננו אנרגיה 55, 534–540 (2019).
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND מחזורי קירור אלקטרו-קלוריים בטנטלט עופרת סקנדיום עם רגנרציה אמיתית באמצעות וריאציה בשדה. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND מחזורי קירור אלקטרו-קלוריים בטנטלט עופרת סקנדיום עם רגנרציה אמיתית באמצעות וריאציה בשדה.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. and Mathur, ND מחזורי קירור אלקטרו-קלוריים בטנטלט עופרת-סקנדיום עם רגנרציה אמיתית באמצעות שינוי שדה. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. טנטלום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。Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. and Mathur, ND מחזור קירור אלקטרותרמי של טנטלט סקנדיום-עופרת לצורך התחדשות אמיתית באמצעות היפוך שדה.פיזיקה Rev. X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND חומרים קלוריים ליד מעברי פאזה ברזליים. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND חומרים קלוריים ליד מעברי פאזה ברזליים.Moya, X., Kar-Narayan, S. and Mathur, ND חומרים קלוריים ליד מעברי פאזה פרואידים. 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 חומרים תרמיים ליד מטלורגיה ברזלית.Moya, X., Kar-Narayan, S. and Mathur, ND חומרים תרמיים ליד מעברי פאזה של ברזל.נאט. עלמא יג, 439–450 (2014).
Moya, X. & Mathur, ND חומרים קלוריים לקירור וחימום. Moya, X. & Mathur, ND חומרים קלוריים לקירור וחימום.Moya, X. ו-Mathur, ND חומרים תרמיים לקירור וחימום. Moya, X. & Mathur, ND 用于冷却和加热的热量材料. Moya, X. & Mathur, ND חומרים תרמיים לקירור וחימום.מויה X. ומתור ND חומרים תרמיים לקירור וחימום.מדע 370, 797–803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers: סקירה. Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers: סקירה.טורלו, א. ודפיי, א. צ'ילרים אלקטרו-קלוריים: סקירה. Torello, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论。 Torello, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论。טורלו, א. ודפיי, א. מקררים אלקטרותרמיים: סקירה.מתקדם. אלקטרוני. אלמה מאטר. 8. 2101031 (2022).
נוצ'וקגווה, י' ואחרים. יעילות אנרגטית עצומה של חומר אלקטרו-קלורי בסקנדיום-סקנדיום-עופרת מסודר מאוד. תקשורת לאומית. 12, 3298 (2021).
Nair, B. et al. ההשפעה האלקטרותרמית של קבלים רב-שכבתיים מבוססי תחמוצת גדולה על פני טווח טמפרטורות רחב. Nature 575, 468–472 (2019).
טורלו, א. ואחרים. טווח טמפרטורות עצום במתחדשים אלקטרותרמיים. Science 370, 125–129 (2020).
וואנג, י. ואחרים. מערכת קירור אלקטרותרמית במצב מוצק בעלת ביצועים גבוהים. Science 370, 129–133 (2020).
Meng, Y. et al. מכשיר קירור אלקטרותרמי מסוג Cascade לעליית טמפרטורה גדולה. National Energy 5, 996–1002 (2020).
Olsen, RB & Brown, DD המרה ישירה ביעילות גבוהה של חום לאנרגיה חשמלית מדידות פירואלקטריות הקשורות. Olsen, RB & Brown, DD המרה ישירה יעילה גבוהה של חום לאנרגיה חשמלית מדידות פירואלקטריות הקשורות.אולסן, ר.ב. ובראון, ד.ד. המרה ישירה יעילה ביותר של חום לאנרגיה חשמלית הקשורה למדידות פירואלקטריות. Olsen, RB & Brown, DD 高效直接将热量转换为电能相关的热释电测量. אולסן, ר.ב. ובראון, ד.ד.אולסן, ר.ב. ובראון, ד.ד. המרה ישירה ויעילה של חום לחשמל הקשורה למדידות פירואלקטריות.פרואלקטריקה 40, 17–27 (1982).
פנדיה, ס. ואחרים. צפיפות אנרגיה והספק בשכבות פרואלקטריות דקות רלקסוריות. אלמה מאטר לאומית. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
סמית', אן.אן. והנרהאן, ב.מ. המרה פירואלקטרית מדורגת: אופטימיזציה של מעבר פאזה פרואלקטרי והפסדים חשמליים. סמית', אן.אן. והנרהאן, ב.מ. המרה פירואלקטרית מדורגת: אופטימיזציה של מעבר פאזה פרואלקטרי והפסדים חשמליים.סמית', אן. והנרהאן, ב.מ. המרה פירואלקטרית מדורגת: מעבר פאזה פרואלקטרי ואופטימיזציה של הפסדים חשמליים. Smith, AN & Hanrahan, BM 级联热释电转换：优化铁电相变和电损耗. סמית', אן.אן. והנרהאן, ב.מ.סמית', אן. והנרהאן, ב.מ. המרה פירואלקטרית מדורגת: אופטימיזציה של מעברי פאזה פרואלקטריים והפסדים חשמליים.י. יישום. פיזיקה. 128, 24103 (2020).
הוך, ס.ר. השימוש בחומרים פרו-אלקטריים להמרת אנרגיה תרמית לחשמל. תהליך. IEEE 51, 838–845 (1963).
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. ממיר אנרגיה פירואלקטרית מדורגת. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. ממיר אנרגיה פירואלקטרית מדורגת.אולסן, RB, ברונו, DA, בריסקו, JM ודוליאה, J. ממיר חשמל פירואלקטרי קסקייד. 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.אולסן, RB, ברונו, DA, בריסקו, JM ודוליאה, J. ממירי חשמל פירואלקטריים מדורגים.פרואלקטריקה 59, 205–219 (1984).
שבנוב, ל. ובורמן, ק. על תמיסות מוצקות של טנטלט עופרת-סקנדיום בעלות אפקט אלקטרו-קלורי גבוה. שבנוב, ל. ובורמן, ק. על תמיסות מוצקות של טנטלט עופרת-סקנדיום בעלות אפקט אלקטרו-קלורי גבוה.שבנוב ל. ובורמן ק. על תמיסות מוצקות של טנטלט עופרת-סקנדיום בעלות אפקט אלקטרו-קלורי גבוה. Shebanov, L. & Borman, K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体. שבנוב, ל. ובורמן, ק.שבנוב ל. ובורמן ק. על תמיסות מוצקות של סקנדיום-עופרת-סקנדיום בעלות אפקט אלקטרו-קלורי גבוה.פרואלקטריקה 127, 143–148 (1992).
אנו מודים ל-N. Furusawa, Y. Inoue ו-K. Honda על עזרתם ביצירת ה-MLC. PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB ו-ED. תודה לקרן הלאומית למחקר של לוקסמבורג (FNR) על תמיכתה בעבודה זו באמצעות CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay-Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay ו-BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay.
המחלקה לחקר חומרים וטכנולוגיה, המכון הטכנולוגי של לוקסמבורג (LIST), בלואר, לוקסמבורג