दिगो बिजुलीको स्रोतहरू प्रदान गर्नु यस शताब्दीको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण चुनौतीहरू मध्ये एक हो। ऊर्जा संकलन सामग्रीहरूमा अनुसन्धान क्षेत्रहरू यस प्रेरणाबाट उत्पन्न हुन्छन्, जसमा थर्मोइलेक्ट्रिक1, फोटोभोल्टिक2 र थर्मोफोटोभोल्टाइक्स3 समावेश छन्। यद्यपि हामीसँग जुल दायरामा ऊर्जा संकलन गर्न सक्षम सामग्री र उपकरणहरूको अभाव छ, विद्युतीय ऊर्जालाई आवधिक तापमान परिवर्तनहरूमा रूपान्तरण गर्न सक्ने पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्रीहरूलाई सेन्सर4 र ऊर्जा हार्वेस्टर5,6,7 मानिन्छ। यहाँ हामीले ४२ ग्राम लिड स्क्यान्डियम ट्यान्टालेटबाट बनेको बहु-तह क्यापेसिटरको रूपमा म्याक्रोस्कोपिक थर्मल ऊर्जा हार्वेस्टर विकास गरेका छौं, जसले प्रति थर्मोडायनामिक चक्रमा ११.२ J विद्युतीय ऊर्जा उत्पादन गर्दछ। प्रत्येक पाइरोइलेक्ट्रिक मोड्युलले प्रति चक्र ४.४३ J cm-३ सम्म विद्युतीय ऊर्जा घनत्व उत्पन्न गर्न सक्छ। हामी यो पनि देखाउँछौं कि ०.३ ग्राम तौल भएका दुई मोड्युलहरू एम्बेडेड माइक्रोकन्ट्रोलरहरू र तापमान सेन्सरहरू सहित स्वायत्त ऊर्जा हार्वेस्टरहरूलाई निरन्तर पावर गर्न पर्याप्त छन्। अन्तमा, हामी देखाउँछौं कि १० K को तापमान दायराको लागि, यी बहु-तह क्यापेसिटरहरू ४०% कार्नोट दक्षतामा पुग्न सक्छन्। यी गुणहरू (१) उच्च दक्षताको लागि फेरोइलेक्ट्रिक चरण परिवर्तन, (२) नोक्सान रोक्नको लागि कम चुहावट प्रवाह, र (३) उच्च ब्रेकडाउन भोल्टेजका कारण हुन्। यी म्याक्रोस्कोपिक, स्केलेबल र कुशल पाइरोइलेक्ट्रिक पावर हार्वेस्टरहरूले थर्मोइलेक्ट्रिक पावर उत्पादनको पुन: कल्पना गरिरहेका छन्।
थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्रीहरूको लागि आवश्यक स्थानिय तापमान ढाँचाको तुलनामा, थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्रीहरूको ऊर्जा सङ्कलनलाई समयसँगै तापक्रम साइकल चलाउन आवश्यक पर्दछ। यसको अर्थ थर्मोडायनामिक चक्र हो, जुन एन्ट्रोपी (S)-तापमान (T) रेखाचित्रद्वारा राम्रोसँग वर्णन गरिएको छ। चित्र १a ले स्क्यान्डियम लिड ट्यान्टालेट (PST) मा क्षेत्र-संचालित फेरोइलेक्ट्रिक-प्याराइलेक्ट्रिक चरण संक्रमण प्रदर्शन गर्ने गैर-रैखिक पाइरोइलेक्ट्रिक (NLP) सामग्रीको विशिष्ट ST प्लट देखाउँछ। ST रेखाचित्रमा चक्रको नीलो र हरियो खण्डहरू ओल्सन चक्र (दुई आइसोथर्मल र दुई आइसोपोल खण्डहरू) मा रूपान्तरित विद्युत ऊर्जासँग मेल खान्छ। यहाँ हामी एउटै विद्युत क्षेत्र परिवर्तन (क्षेत्र अन र अफ) र तापमान परिवर्तन ΔT भएका दुई चक्रहरूलाई विचार गर्छौं, यद्यपि फरक प्रारम्भिक तापक्रमहरू सहित। हरियो चक्र चरण संक्रमण क्षेत्रमा अवस्थित छैन र यसरी चरण संक्रमण क्षेत्रमा अवस्थित नीलो चक्र भन्दा धेरै सानो क्षेत्र हुन्छ। ST रेखाचित्रमा, क्षेत्र जति ठूलो हुन्छ, सङ्कलन गरिएको ऊर्जा त्यति नै बढी हुन्छ। त्यसकारण, चरण संक्रमणले बढी ऊर्जा सङ्कलन गर्नुपर्छ। NLP मा ठूलो क्षेत्र साइकल चलाउने आवश्यकता इलेक्ट्रोथर्मल अनुप्रयोगहरूको आवश्यकतासँग धेरै मिल्दोजुल्दो छ 9, 10, 11, 12 जहाँ PST बहु-तह क्यापेसिटरहरू (MLCs) र PVDF-आधारित टेरपोलिमरहरूले हालै उत्कृष्ट उल्टो प्रदर्शन देखाएका छन्। चक्र 13,14,15,16 मा शीतलन प्रदर्शन स्थिति। त्यसकारण, हामीले थर्मल ऊर्जा कटाईको लागि रुचिको PST MLCs पहिचान गरेका छौं। यी नमूनाहरूलाई विधिहरूमा पूर्ण रूपमा वर्णन गरिएको छ र पूरक नोटहरू 1 (स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी), 2 (एक्स-रे विवर्तन) र 3 (क्यालोरीमेट्री) मा विशेषता दिइएको छ।
a, चरण संक्रमण देखाउँदै NLP सामग्रीहरूमा विद्युतीय क्षेत्र अन र अफ लागू गरिएको एन्ट्रोपी (S)-तापमान (T) प्लटको स्केच। दुई फरक तापक्रम क्षेत्रहरूमा दुई ऊर्जा सङ्कलन चक्रहरू देखाइएका छन्। नीलो र हरियो चक्रहरू क्रमशः चरण संक्रमण भित्र र बाहिर हुन्छन्, र सतहको धेरै फरक क्षेत्रहरूमा समाप्त हुन्छन्। b, दुई DE PST MLC एकध्रुवीय रिंगहरू, १ मिमी बाक्लो, क्रमशः २० °C र ९० °C मा ० र १५५ kV cm-१ बीच मापन गरिएको, र सम्बन्धित ओल्सेन चक्रहरू। ABCD अक्षरहरूले ओल्सन चक्रमा विभिन्न अवस्थाहरूलाई जनाउँछ। AB: MLC हरूलाई २०°C मा १५५ kV cm-१ मा चार्ज गरिएको थियो। BC: MLC १५५ kV cm-१ मा राखिएको थियो र तापक्रम ९० °C मा बढाइएको थियो। CD: MLC ९०°C मा डिस्चार्ज हुन्छ। DA: शून्य क्षेत्रमा MLC २०°C मा चिसो हुन्छ। नीलो क्षेत्र चक्र सुरु गर्न आवश्यक इनपुट पावरसँग मेल खान्छ। सुन्तला क्षेत्र भनेको एउटा चक्रमा सङ्कलन गरिएको ऊर्जा हो। c, माथिल्लो प्यानल, भोल्टेज (कालो) र वर्तमान (रातो) बनाम समय, b जस्तै ओल्सन चक्रको समयमा ट्र्याक गरिएको। दुई इन्सर्टहरूले चक्रको मुख्य बिन्दुहरूमा भोल्टेज र वर्तमानको प्रवर्धनलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। तल्लो प्यानलमा, पहेँलो र हरियो वक्रहरूले १ मिमी बाक्लो MLC को लागि क्रमशः सम्बन्धित तापक्रम र ऊर्जा वक्रहरूलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। माथिल्लो प्यानलमा रहेको वर्तमान र भोल्टेज वक्रहरूबाट ऊर्जा गणना गरिन्छ। ऋणात्मक ऊर्जा सङ्कलन गरिएको ऊर्जासँग मेल खान्छ। चार अंकहरूमा ठूला अक्षरहरूसँग मेल खाने चरणहरू ओल्सन चक्रमा जस्तै छन्। चक्र AB'CD स्टर्लिङ चक्रसँग मेल खान्छ (अतिरिक्त नोट ७)।
जहाँ E र D क्रमशः विद्युत क्षेत्र र विद्युतीय विस्थापन क्षेत्र हुन्। Nd अप्रत्यक्ष रूपमा DE सर्किट (चित्र १b) बाट वा प्रत्यक्ष रूपमा थर्मोडायनामिक चक्र सुरु गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ। सबैभन्दा उपयोगी विधिहरू ओल्सेनले १९८० को दशकमा पाइरोइलेक्ट्रिक ऊर्जा सङ्कलन गर्ने आफ्नो अग्रगामी कार्यमा वर्णन गरेका थिए।
चित्र १b मा २० °C र ९० °C मा क्रमशः ० देखि १५५ kV cm-१ (६०० V) को दायरामा जम्मा गरिएका १ मिमी मोटो PST-MLC नमूनाहरूको दुई मोनोपोलर DE लूपहरू देखाइएको छ। यी दुई चक्रहरू चित्र १a मा देखाइएको ओल्सन चक्रद्वारा सङ्कलन गरिएको ऊर्जा अप्रत्यक्ष रूपमा गणना गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। वास्तवमा, ओल्सन चक्रमा दुई आइसोफिल्ड शाखाहरू (यहाँ, DA शाखामा शून्य क्षेत्र र BC शाखामा १५५ kV cm-१) र दुई आइसोथर्मल शाखाहरू (यहाँ, AB शाखामा २०°C र २०°C) हुन्छन्। CD शाखामा C) चक्रको समयमा सङ्कलन गरिएको ऊर्जा सुन्तला र नीलो क्षेत्रहरू (EdD अभिन्न) सँग मेल खान्छ। सङ्कलन गरिएको ऊर्जा Nd इनपुट र आउटपुट ऊर्जा बीचको भिन्नता हो, अर्थात् चित्र १b मा सुन्तला क्षेत्र मात्र। यो विशेष ओल्सन चक्रले १.७८ J cm-३ को Nd ऊर्जा घनत्व दिन्छ। स्टर्लिङ चक्र ओल्सन चक्रको विकल्प हो (पूरक नोट ७)। स्थिर चार्ज चरण (खुला सर्किट) सजिलैसँग पुग्न सकिने भएकोले, चित्र १b (चक्र AB'CD) बाट निकालिएको ऊर्जा घनत्व १.२५ J cm-३ पुग्छ। यो ओल्सन चक्रले सङ्कलन गर्न सक्ने ७०% मात्र हो, तर साधारण कटाई उपकरणहरूले यो गर्छ।
यसको अतिरिक्त, हामीले Linkam तापमान नियन्त्रण चरण र स्रोत मिटर (विधि) प्रयोग गरेर PST MLC लाई ऊर्जा दिएर ओल्सन चक्रको समयमा सङ्कलन गरिएको ऊर्जालाई प्रत्यक्ष रूपमा मापन गर्यौं। माथि र सम्बन्धित इनसेटहरूमा चित्र 1c ले उही ओल्सन चक्रबाट गुज्रिरहेको DE लूपको लागि जस्तै 1 मिमी बाक्लो PST MLC मा सङ्कलन गरिएको वर्तमान (रातो) र भोल्टेज (कालो) देखाउँछ। वर्तमान र भोल्टेजले सङ्कलन गरिएको ऊर्जा गणना गर्न सम्भव बनाउँछ, र वक्रहरू चित्र 1c, तल (हरियो) र चक्रभरि तापक्रम (पहेंलो) मा देखाइएका छन्। ABCD अक्षरहरूले चित्र 1 मा उही ओल्सन चक्रलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। MLC चार्जिङ AB लेगको समयमा हुन्छ र कम प्रवाह (200 µA) मा गरिन्छ, त्यसैले SourceMeter ले चार्जिङलाई राम्ररी नियन्त्रण गर्न सक्छ। यो स्थिर प्रारम्भिक प्रवाहको परिणाम यो हो कि भोल्टेज वक्र (कालो वक्र) गैर-रैखिक सम्भाव्य विस्थापन क्षेत्र D PST (चित्र 1c, शीर्ष इनसेट) को कारणले रेखीय छैन। चार्जिङको अन्त्यमा, MLC (बिन्दु B) मा ३० mJ विद्युतीय ऊर्जा भण्डारण गरिन्छ। त्यसपछि MLC तताउँछ र भोल्टेज ६०० V मा रहँदा नकारात्मक प्रवाह (र त्यसैले नकारात्मक प्रवाह) उत्पादन हुन्छ। ४० सेकेन्ड पछि, जब तापक्रम ९० डिग्री सेल्सियसको पठारमा पुग्यो, यो प्रवाहलाई क्षतिपूर्ति दिइयो, यद्यपि चरण नमूनाले सर्किटमा उत्पादन गरेको यस आइसोफिल्डको समयमा ३५ mJ को विद्युतीय शक्ति (चित्र १c मा दोस्रो इनसेट, माथि)। त्यसपछि MLC (शाखा CD) मा भोल्टेज घटाइन्छ, जसको परिणामस्वरूप थप ६० mJ विद्युतीय कार्य हुन्छ। कुल आउटपुट ऊर्जा ९५ mJ छ। सङ्कलन गरिएको ऊर्जा इनपुट र आउटपुट ऊर्जा बीचको भिन्नता हो, जसले ९५ - ३० = ६५ mJ दिन्छ। यो १.८४ J cm-३ को ऊर्जा घनत्वसँग मेल खान्छ, जुन DE रिङबाट निकालिएको Nd को धेरै नजिक छ। यस ओल्सन चक्रको पुनरुत्पादन क्षमता व्यापक रूपमा परीक्षण गरिएको छ (पूरक नोट ४)। भोल्टेज र तापक्रमलाई थप बढाएर, हामीले ७५० V (१९५ kV cm-१) र १७५ °C को तापक्रम दायरामा ०.५ मिमी बाक्लो PST MLC मा ओल्सेन चक्र प्रयोग गरेर ४.४३ J cm-३ प्राप्त गर्यौं (पूरक नोट ५)। यो प्रत्यक्ष ओल्सन चक्रको लागि साहित्यमा रिपोर्ट गरिएको उत्कृष्ट प्रदर्शन भन्दा चार गुणा बढी हो र Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (१.०६ J cm-३)१८ (सेमी) को पातलो फिल्महरूमा प्राप्त गरिएको थियो। साहित्यमा थप मानहरूको लागि पूरक तालिका १)। यी MLC हरूको धेरै कम चुहावट प्रवाह (<१०−७ A ७५० V र १८० °C मा, पूरक नोट ६ मा विवरण हेर्नुहोस्) को कारणले यो प्रदर्शन हासिल गरिएको छ - स्मिथ एट अल द्वारा उल्लेख गरिएको एक महत्त्वपूर्ण बुँदा। १९ - पहिलेका अध्ययनहरूमा प्रयोग गरिएका सामग्रीहरूको विपरीत १७,२०। यी MLC हरूको धेरै कम चुहावट प्रवाह (<१०−७ A ७५० V र १८० °C मा, पूरक नोट ६ मा विवरण हेर्नुहोस्) को कारणले यो प्रदर्शन हासिल गरिएको छ - स्मिथ एट अल द्वारा उल्लेख गरिएको एक महत्त्वपूर्ण बुँदा। १९ - पहिलेका अध्ययनहरूमा प्रयोग गरिएका सामग्रीहरूको विपरीत १७,२०। Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих MLC (<10-7 А при 750 В и 180 °C, смост. дополнительном примечании 6) — क्रिटिसकी मोमेन्ट, युपोमियान्युटय स्मिटोम र डआर। 19 — в отличие от к материалам, использованным в более ранних исследованиях17,20। यी विशेषताहरू यी MLC हरूको धेरै कम चुहावट प्रवाहको कारणले प्राप्त भएका थिए (<१०–७ A ७५० V र १८० °C मा, विवरणहरूको लागि पूरक नोट ६ हेर्नुहोस्) - स्मिथ एट अल १९ द्वारा उल्लेख गरिएको एक महत्वपूर्ण बुँदा - पहिलेका अध्ययनहरूमा प्रयोग गरिएका सामग्रीहरूको विपरीत १७,२०।MLC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由于 这些 mlc 的 泄漏 非常 （在 在 在 在 750 V 和 180 ° C 时 < 10-7 A ， 参见 补充 说明 6 中信息）））） — 等 人 19 提到 关键 关键 点 相比之下 相比之下 相比之之之下相比之下 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। Поскольку ток утечки этих MLC очень низкий (<10–7 А при 750 В и 180 °C, см। момент, упомянутый Смитом и др. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики। यी MLC हरूको चुहावट प्रवाह धेरै कम भएकोले (७५० V र १८० °C मा <१०–७ A, विवरणहरूको लागि पूरक नोट ६ हेर्नुहोस्) - तुलनाको लागि स्मिथ एट अल १९ द्वारा उल्लेख गरिएको एक मुख्य बुँदा, यी प्रदर्शनहरू प्राप्त गरियो।पहिलेका अध्ययनहरूमा प्रयोग गरिएका सामग्रीहरूमा १७,२०।
स्टर्लिङ चक्रमा पनि उही अवस्थाहरू (६०० V, २०-९० °C) लागू गरियो (पूरक नोट ७)। DE चक्रको नतिजाबाट अपेक्षा गरिए अनुसार, उपज ४१.० mJ थियो। स्टर्लिङ चक्रको सबैभन्दा उल्लेखनीय विशेषताहरू मध्ये एक थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव मार्फत प्रारम्भिक भोल्टेजलाई प्रवर्द्धन गर्ने क्षमता हो। हामीले ३९ सम्मको भोल्टेज वृद्धि अवलोकन गर्यौं (१५ V को प्रारम्भिक भोल्टेजबाट ५९० V सम्मको अन्तिम भोल्टेजसम्म, पूरक चित्र ७.२ हेर्नुहोस्)।
यी MLC हरूको अर्को विशिष्ट विशेषता भनेको तिनीहरू जुल दायरामा ऊर्जा सङ्कलन गर्न पर्याप्त ठूला म्याक्रोस्कोपिक वस्तुहरू हुन्। त्यसकारण, हामीले चित्रमा देखाइए अनुसार ७×४ म्याट्रिक्समा, टोरेलो एट अल.१४ द्वारा वर्णन गरिएको समान समानान्तर प्लेट डिजाइन पछ्याउँदै २८ MLC PST १ मिमी मोटाई प्रयोग गरेर प्रोटोटाइप हार्वेस्टर (HARV1) निर्माण गर्यौं। मनिफोल्डमा ताप बोक्ने डाइलेक्ट्रिक तरल पदार्थ दुई जलाशयहरू बीचको पेरिस्टाल्टिक पम्पद्वारा विस्थापित हुन्छ जहाँ तरल पदार्थको तापक्रम स्थिर (विधि) राखिएको हुन्छ। चित्र २a मा वर्णन गरिएको ओल्सन चक्र, १०°C र १२५°C मा आइसोथर्मल क्षेत्रहरू र ० र ७५० V (१९५ kV cm-१) मा आइसोफिल्ड क्षेत्रहरू प्रयोग गरेर ३.१ J सम्म सङ्कलन गर्नुहोस्। यो ३.१४ J cm-३ को ऊर्जा घनत्वसँग मेल खान्छ। यो कम्बाइन प्रयोग गरेर, विभिन्न अवस्थाहरूमा मापन लिइयो (चित्र २b)। ध्यान दिनुहोस् कि १.८ J ८० °C को तापक्रम दायरा र ६०० V (१५५ kV cm-१) को भोल्टेजमा प्राप्त गरिएको थियो। यो उही अवस्थाहरू (२८ × ६५ = १८२० mJ) अन्तर्गत १ मिमी बाक्लो PST MLC को लागि पहिले उल्लेख गरिएको ६५ mJ सँग राम्रो सहमतिमा छ।
a, ओल्सन चक्रमा चल्ने २८ MLC PSTs १ मिमी मोटाई (४ पङ्क्ति × ७ स्तम्भहरू) मा आधारित भेला गरिएको HARV1 प्रोटोटाइपको प्रयोगात्मक सेटअप। चार चक्र चरणहरू मध्ये प्रत्येकको लागि, प्रोटोटाइपमा तापक्रम र भोल्टेज प्रदान गरिएको छ। कम्प्युटरले पेरिस्टाल्टिक पम्प चलाउँछ जसले चिसो र तातो जलाशयहरू, दुई भल्भहरू, र एक पावर स्रोत बीच एक डाइइलेक्ट्रिक तरल पदार्थ परिसंचरण गर्दछ। कम्प्युटरले प्रोटोटाइपमा आपूर्ति गरिएको भोल्टेज र करेन्ट र पावर आपूर्तिबाट कम्बाइनको तापक्रममा डेटा सङ्कलन गर्न थर्मोकपलहरू पनि प्रयोग गर्दछ। b, विभिन्न प्रयोगहरूमा तापक्रम दायरा (X-अक्ष) र भोल्टेज (Y-अक्ष) विरुद्ध हाम्रो ४×७ MLC प्रोटोटाइपद्वारा सङ्कलन गरिएको ऊर्जा (रङ)।
६० PST MLC १ मिमी बाक्लो र १६० PST MLC ०.५ मिमी बाक्लो (४१.७ ग्राम सक्रिय पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्री) भएको हार्वेस्टर (HARV2) को ठूलो संस्करणले ११.२ J दियो (पूरक नोट ८)। १९८४ मा, ओल्सेनले ३१७ ग्राम टिन-डोप गरिएको Pb(Zr,Ti)O3 कम्पाउन्डमा आधारित ऊर्जा हार्वेस्टर बनाए जुन लगभग १५० °C (सन्दर्भ २१) को तापक्रममा ६.२३ J बिजुली उत्पादन गर्न सक्षम थियो। यस कम्बाइनको लागि, यो जुल दायरामा उपलब्ध एक मात्र अन्य मान हो। यसले हामीले हासिल गरेको मानको आधा भन्दा बढी र लगभग सात गुणा गुणस्तर प्राप्त गर्यो। यसको मतलब HARV2 को ऊर्जा घनत्व १३ गुणा बढी छ।
HARV1 चक्र अवधि ५७ सेकेन्ड हो। यसले १ मिमी बाक्लो MLC सेटका ७ स्तम्भहरूका ४ पङ्क्तिहरू सहित ५४ मेगावाट पावर उत्पादन गर्‍यो। यसलाई एक कदम अगाडि बढाउन, हामीले ०.५ मिमी बाक्लो PST MLC र HARV1 र HARV2 जस्तै सेटअप भएको तेस्रो कम्बाइन (HARV3) निर्माण गर्‍यौं (पूरक नोट ९)। हामीले १२.५ सेकेन्डको थर्मलाइजेसन समय मापन गर्‍यौं। यो २५ सेकेन्डको चक्र समयसँग मेल खान्छ (पूरक चित्र ९)। सङ्कलन गरिएको ऊर्जा (४७ mJ) ले प्रति MLC १.९५ mW को विद्युतीय शक्ति दिन्छ, जसले गर्दा हामीलाई कल्पना गर्न अनुमति दिन्छ कि HARV2 ले ०.५५ W (लगभग १.९५ mW × २८० PST MLC ०.५ मिमी बाक्लो) उत्पादन गर्छ। थप रूपमा, हामीले HARV1 प्रयोगहरूसँग मेल खाने Finite Element Simulation (COMSOL, पूरक नोट १० र पूरक तालिकाहरू २–४) प्रयोग गरेर ताप स्थानान्तरण सिमुलेट गर्‍यौं। सीमित तत्व मोडेलिङले MLC लाई ०.२ मिमीमा पातलो पारेर, शीतलकको रूपमा पानी प्रयोग गरेर, र म्याट्रिक्सलाई ७ पङ्क्तिहरूमा पुनर्स्थापित गरेर समान संख्याको PST स्तम्भहरूको लागि लगभग एक अर्डर उच्च परिमाण (४३० मेगावाट) पावर मानहरू भविष्यवाणी गर्न सम्भव बनायो। × ४ स्तम्भहरू (यसको अतिरिक्त, ट्याङ्की कम्बाइनको छेउमा हुँदा ९६० मेगावाट थियो, पूरक चित्र १०b)।
यस कलेक्टरको उपयोगिता प्रदर्शन गर्न, स्टर्लिंग साइकल एक स्ट्यान्ड-अलोन प्रदर्शनकर्तामा लागू गरिएको थियो जसमा केवल दुई ०.५ मिमी बाक्लो PST MLCs ताप सङ्कलकको रूपमा, एउटा उच्च भोल्टेज स्विच, भण्डारण क्यापेसिटर भएको कम भोल्टेज स्विच, एउटा DC/DC कन्भर्टर, एउटा कम पावर माइक्रोकन्ट्रोलर, दुई थर्मोकपल र बूस्ट कन्भर्टर (पूरक नोट ११) समावेश थिए। सर्किटलाई सुरुमा भण्डारण क्यापेसिटरलाई ९V मा चार्ज गर्न आवश्यक छ र त्यसपछि दुई MLCs को तापक्रम -५°C देखि ८५°C सम्म हुन्छ, यहाँ १६० सेकेन्डको चक्रमा (धेरै चक्रहरू पूरक नोट ११ मा देखाइएको छ)। उल्लेखनीय रूपमा, केवल ०.३ ग्राम तौल भएका दुई MLC ले यो ठूलो प्रणालीलाई स्वायत्त रूपमा नियन्त्रण गर्न सक्छन्। अर्को रोचक विशेषता यो हो कि कम भोल्टेज कन्भर्टरले ७९% दक्षताका साथ ४००V लाई १०-१५V मा रूपान्तरण गर्न सक्षम छ (पूरक नोट ११ र पूरक चित्र ११.३)।
अन्तमा, हामीले यी MLC मोड्युलहरूको तापीय ऊर्जालाई विद्युतीय ऊर्जामा रूपान्तरण गर्ने दक्षताको मूल्याङ्कन गर्यौं। दक्षताको गुणस्तर कारक η लाई सङ्कलन गरिएको विद्युतीय ऊर्जा Nd को घनत्व र आपूर्ति गरिएको ताप किनको घनत्वको अनुपातको रूपमा परिभाषित गरिएको छ (पूरक नोट १२):
चित्र ३a,b ले क्रमशः ओल्सेन चक्रको दक्षता η र समानुपातिक दक्षता ηr लाई ०.५ मिमी बाक्लो PST MLC को तापक्रम दायराको कार्यको रूपमा देखाउँछ। दुवै डेटा सेटहरू १९५ kV cm-१ को विद्युतीय क्षेत्रको लागि दिइएका छन्। दक्षता \(\this\) १.४३% पुग्छ, जुन ηr को १८% बराबर हो। यद्यपि, २५ °C देखि ३५ °C सम्म १० K को तापक्रम दायराको लागि, ηr ४०% सम्म मानहरूमा पुग्छ (चित्र ३b मा नीलो वक्र)। यो १० K र ३०० kV cm-१ (सन्दर्भ १८) को तापक्रम दायरामा PMN-PT फिल्महरू (ηr = १९%) मा रेकर्ड गरिएको NLP सामग्रीहरूको लागि ज्ञात मानको दोब्बर हो। PST MLC को थर्मल हिस्टेरेसिस ५ देखि ८ K को बीचमा भएकोले १० K भन्दा कम तापक्रम दायराहरूलाई विचार गरिएन। दक्षतामा चरण संक्रमणको सकारात्मक प्रभावको पहिचान महत्त्वपूर्ण छ। वास्तवमा, η र ηr को इष्टतम मानहरू लगभग सबै प्रारम्भिक तापक्रम Ti = २५°C मा चित्र ३a,b मा प्राप्त गरिन्छ। यो कुनै पनि क्षेत्र लागू नगरिएको र यी MLC हरूमा क्युरी तापमान TC लगभग २०°C हुँदा नजिकको चरण संक्रमणको कारणले हो (पूरक नोट १३)।
a,b, दक्षता η र ओल्सन चक्रको समानुपातिक दक्षता (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot}} १९५ kV cm-१ को क्षेत्र र फरक प्रारम्भिक तापक्रम Ti, }}\,\)(b) द्वारा अधिकतम विद्युतीयको लागि, तापमान अन्तराल ΔTspan मा निर्भर गर्दै।
पछिल्लो अवलोकनको दुई महत्त्वपूर्ण प्रभावहरू छन्: (१) कुनै पनि प्रभावकारी साइकल चलाउनु TC भन्दा माथिको तापक्रममा सुरु हुनुपर्छ ताकि क्षेत्र-प्रेरित चरण संक्रमण (प्याराइलेक्ट्रिकबाट फेरोइलेक्ट्रिकमा) हुन सकोस्; (२) यी सामग्रीहरू TC नजिकको रन समयमा बढी कुशल हुन्छन्। यद्यपि हाम्रा प्रयोगहरूमा ठूला-स्तरीय दक्षताहरू देखाइएका छन्, सीमित तापमान दायराले हामीलाई कार्नोट सीमा (\(\डेल्टा T/T\)) को कारणले ठूलो निरपेक्ष दक्षता प्राप्त गर्न अनुमति दिँदैन। यद्यपि, यी PST MLC हरू द्वारा प्रदर्शन गरिएको उत्कृष्ट दक्षताले ओल्सेनलाई औचित्य दिन्छ जब उनले उल्लेख गरे कि "५० °C र २५० °C बीचको तापक्रममा सञ्चालन हुने आदर्श कक्षा २० पुनर्जन्म थर्मोइलेक्ट्रिक मोटरको दक्षता ३०% हुन सक्छ"१७। यी मानहरूमा पुग्न र अवधारणा परीक्षण गर्न, शेबानोभ र बोरम्यानले अध्ययन गरे अनुसार, विभिन्न TC हरूसँग डोप गरिएको PST हरू प्रयोग गर्नु उपयोगी हुनेछ। उनीहरूले देखाए कि PST मा TC ३°C (Sb डोपिङ) देखि ३३°C (Ti डोपिङ) २२ सम्म फरक हुन सक्छ। त्यसकारण, हामी परिकल्पना गर्छौं कि डोप गरिएको PST MLC वा बलियो पहिलो अर्डर चरण संक्रमण भएका अन्य सामग्रीहरूमा आधारित अर्को पुस्ताको पाइरोइलेक्ट्रिक पुनर्जननकर्ताहरूले उत्कृष्ट पावर हार्वेस्टरहरूसँग प्रतिस्पर्धा गर्न सक्छन्।
यस अध्ययनमा, हामीले PST बाट बनेका MLC हरूको अनुसन्धान गर्यौं। यी उपकरणहरूमा Pt र PST इलेक्ट्रोडहरूको श्रृंखला हुन्छ, जसमा धेरै क्यापेसिटरहरू समानान्तरमा जोडिएका हुन्छन्। PST छनौट गरिएको थियो किनभने यो एक उत्कृष्ट EC सामग्री हो र त्यसैले सम्भावित रूपमा उत्कृष्ट NLP सामग्री हो। यसले २० °C वरिपरि तीव्र पहिलो-अर्डर फेरोइलेक्ट्रिक-प्याराइलेक्ट्रिक चरण संक्रमण प्रदर्शन गर्दछ, जसले संकेत गर्दछ कि यसको एन्ट्रोपी परिवर्तनहरू चित्र १ मा देखाइएका जस्तै छन्। EC13,14 उपकरणहरूको लागि समान MLC हरू पूर्ण रूपमा वर्णन गरिएको छ। यस अध्ययनमा, हामीले १०.४ × ७.२ × १ mm³ र १०.४ × ७.२ × ०.५ mm³ MLC हरू प्रयोग गर्यौं। १ मिमी र ०.५ मिमी मोटाई भएका MLC हरू क्रमशः ३८.६ µm मोटाई भएका PST का १९ र ९ तहहरूबाट बनाइएका थिए। दुबै अवस्थामा, भित्री PST तह २.०५ µm मोटाई प्लेटिनम इलेक्ट्रोडहरू बीच राखिएको थियो। यी MLC हरूको डिजाइनले मान्दछ कि ५५% PST हरू सक्रिय छन्, इलेक्ट्रोडहरू बीचको भागसँग मेल खान्छ (पूरक नोट १)। सक्रिय इलेक्ट्रोड क्षेत्र ४८.७ mm2 थियो (पूरक तालिका ५)। MLC PST ठोस चरण प्रतिक्रिया र कास्टिङ विधिद्वारा तयार गरिएको थियो। तयारी प्रक्रियाको विवरण अघिल्लो लेख १४ मा वर्णन गरिएको छ। PST MLC र अघिल्लो लेख बीचको भिन्नताहरू मध्ये एक B-साइटहरूको क्रम हो, जसले PST मा EC को कार्यसम्पादनलाई धेरै असर गर्छ। PST MLC को B-साइटहरूको क्रम ०.७५ (पूरक नोट २) हो जुन १४००°C मा सिन्टरिङ गरेर प्राप्त गरिन्छ र त्यसपछि १०००°C मा सयौं घण्टा लामो एनिलिङ गरिन्छ। PST MLC बारे थप जानकारीको लागि, पूरक नोटहरू १-३ र पूरक तालिका ५ हेर्नुहोस्।
यस अध्ययनको मुख्य अवधारणा ओल्सन चक्रमा आधारित छ (चित्र १)। यस्तो चक्रको लागि, हामीलाई तातो र चिसो जलाशय र विभिन्न MLC मोड्युलहरूमा भोल्टेज र करेन्टको निगरानी र नियन्त्रण गर्न सक्षम पावर सप्लाई चाहिन्छ। यी प्रत्यक्ष चक्रहरूले दुई फरक कन्फिगरेसनहरू प्रयोग गर्थे, अर्थात् (१) लिङ्कम मोड्युलहरूले केथली २४१० पावर स्रोतमा जडान गरिएको एउटा MLC लाई तताउने र चिस्याउने, र (२) एउटै स्रोत ऊर्जासँग समानान्तरमा तीन प्रोटोटाइपहरू (HARV1, HARV2 र HARV3)। पछिल्लो अवस्थामा, दुई जलाशयहरू (तातो र चिसो) र MLC बीचको ताप आदानप्रदानको लागि एक डाइइलेक्ट्रिक फ्लुइड (२५°C मा ५ cP को चिपचिपापन भएको सिलिकन तेल, सिग्मा एल्ड्रिचबाट खरिद गरिएको) प्रयोग गरिएको थियो। थर्मल जलाशयमा डाइइलेक्ट्रिक फ्लुइडले भरिएको गिलास कन्टेनर हुन्छ र थर्मल प्लेटको माथि राखिएको हुन्छ। शीत भण्डारणमा पानी र बरफले भरिएको ठूलो प्लास्टिक कन्टेनरमा डाइइलेक्ट्रिक फ्लुइड भएको तरल ट्यूबहरू भएको पानी स्नान हुन्छ। दुईवटा तीन-तर्फी पिन्च भल्भहरू (बायो-केम फ्लुइडिक्सबाट खरिद गरिएको) कम्बाइनको प्रत्येक छेउमा राखिएको थियो ताकि तरल पदार्थलाई एउटा जलाशयबाट अर्को जलाशयमा राम्रोसँग स्विच गर्न सकियोस् (चित्र २a)। PST-MLC प्याकेज र शीतलक बीचको थर्मल सन्तुलन सुनिश्चित गर्न, इनलेट र आउटलेट थर्मोकपलहरू (PST-MLC प्याकेजको सकेसम्म नजिक) ले समान तापक्रम नदेखाएसम्म चक्र अवधि बढाइएको थियो। पाइथन स्क्रिप्टले सबै उपकरणहरू (स्रोत मिटर, पम्प, भल्भ र थर्मोकपलहरू) लाई सही ओल्सन चक्र चलाउन व्यवस्थापन र सिङ्क्रोनाइज गर्दछ, अर्थात् स्रोत मिटर चार्ज भएपछि शीतलक लूपले PST स्ट्याक मार्फत साइकल चलाउन थाल्छ ताकि तिनीहरू दिइएको ओल्सन चक्रको लागि इच्छित लागू भोल्टेजमा तातो होस्।
वैकल्पिक रूपमा, हामीले अप्रत्यक्ष विधिहरू प्रयोग गरेर सङ्कलन गरिएको ऊर्जाको यी प्रत्यक्ष मापनहरू पुष्टि गरेका छौं। यी अप्रत्यक्ष विधिहरू विभिन्न तापक्रममा सङ्कलन गरिएका विद्युतीय विस्थापन (D) - विद्युतीय क्षेत्र (E) क्षेत्र लूपहरूमा आधारित छन्, र दुई DE लूपहरू बीचको क्षेत्रफल गणना गरेर, चित्र २ मा देखाइए अनुसार कति ऊर्जा सङ्कलन गर्न सकिन्छ भनेर सही रूपमा अनुमान गर्न सकिन्छ। .१b। यी DE लूपहरू किथली स्रोत मिटरहरू प्रयोग गरेर पनि सङ्कलन गरिन्छन्।
सन्दर्भमा वर्णन गरिएको डिजाइन अनुसार अठ्ठाइस १ मिमी बाक्लो PST MLC हरूलाई ४-पङ्क्ति, ७-स्तम्भ समानान्तर प्लेट संरचनामा भेला गरिएको थियो। १४. PST-MLC पङ्क्तिहरू बीचको तरल पदार्थको खाडल ०.७५ मिमी छ। PST MLC को किनाराहरू वरिपरि तरल स्पेसरको रूपमा दोहोरो-पक्षीय टेपको स्ट्रिपहरू थपेर यो प्राप्त गरिन्छ। PST MLC इलेक्ट्रोड लिडहरूसँग सम्पर्कमा रहेको चाँदीको इपोक्सी पुलसँग समानान्तर रूपमा विद्युतीय रूपमा जोडिएको छ। त्यसपछि, विद्युत आपूर्तिमा जडानको लागि इलेक्ट्रोड टर्मिनलहरूको प्रत्येक छेउमा तारहरूलाई चाँदीको इपोक्सी रालले टाँसिएको थियो। अन्तमा, सम्पूर्ण संरचनालाई पोलियोलेफिन नलीमा घुसाउनुहोस्। उचित सीलिङ सुनिश्चित गर्न पछिल्लोलाई तरल पदार्थको ट्यूबमा टाँसिएको छ। अन्तमा, इनलेट र आउटलेट तरल तापक्रम निगरानी गर्न PST-MLC संरचनाको प्रत्येक छेउमा ०.२५ मिमी बाक्लो K-प्रकारको थर्मोकपलहरू बनाइएको थियो। यो गर्न, नलीलाई पहिले छिद्रित गर्नुपर्छ। थर्मोकपल स्थापना गरेपछि, सिल पुनर्स्थापित गर्न थर्मोकपल नली र तार बीच पहिले जस्तै टाँसिने पदार्थ लागू गर्नुहोस्।
आठ अलग-अलग प्रोटोटाइपहरू बनाइएका थिए, जसमध्ये चारमा ४० ०.५ मिमी बाक्लो MLC PST हरू थिए जसमा ५ स्तम्भहरू र ८ पङ्क्तिहरू सहित समानान्तर प्लेटहरूको रूपमा वितरित गरिएको थियो, र बाँकी चारमा १५ १ मिमी बाक्लो MLC PST हरू थिए। ३-स्तम्भ × ५-पङ्क्ति समानान्तर प्लेट संरचनामा। प्रयोग गरिएका PST MLC हरूको कुल संख्या २२० थियो (१६० ०.५ मिमी बाक्लो र ६० PST MLC १ मिमी बाक्लो)। हामी यी दुई उपयुनिटहरूलाई HARV2_160 र HARV2_60 भन्छौं। प्रोटोटाइप HARV2_160 मा तरल खाडलमा ०.२५ मिमी बाक्लो दुई डबल-साइडेड टेपहरू हुन्छन् जसको बीचमा ०.२५ मिमी बाक्लो तार हुन्छ। HARV2_60 प्रोटोटाइपको लागि, हामीले उही प्रक्रिया दोहोर्यायौं, तर ०.३८ मिमी बाक्लो तार प्रयोग गरेर। सममितिको लागि, HARV2_160 र HARV2_60 का आफ्नै तरल सर्किट, पम्प, भल्भ र चिसो पक्ष छन् (पूरक नोट ८)। दुई HARV2 एकाइहरूले घुम्ने चुम्बकहरू भएका दुई तातो प्लेटहरूमा ताप भण्डार, ३ लिटर कन्टेनर (३० सेमी x २० सेमी x ५ सेमी) साझा गर्छन्। सबै आठ व्यक्तिगत प्रोटोटाइपहरू समानान्तर रूपमा विद्युतीय रूपमा जोडिएका छन्। HARV2_160 र HARV2_60 उपयुनिटहरू ओल्सन चक्रमा एकैसाथ काम गर्छन् जसको परिणामस्वरूप ११.२ जे.को ऊर्जा संकलित हुन्छ।
तरल पदार्थ प्रवाहको लागि ठाउँ सिर्जना गर्न दुबै छेउमा दोहोरो पक्षीय टेप र तार सहितको पोलियोलेफिन नलीमा ०.५ मिमी बाक्लो PST MLC राख्नुहोस्। यसको सानो आकारको कारण, प्रोटोटाइपलाई तातो वा चिसो जलाशय भल्भको छेउमा राखिएको थियो, जसले गर्दा चक्र समय कम हुन्छ।
PST MLC मा, ताप शाखामा स्थिर भोल्टेज लागू गरेर स्थिर विद्युत क्षेत्र लागू गरिन्छ। फलस्वरूप, नकारात्मक तापीय प्रवाह उत्पन्न हुन्छ र ऊर्जा भण्डारण गरिन्छ। PST MLC तताइसकेपछि, क्षेत्र हटाइन्छ (V = 0), र यसमा भण्डारण गरिएको ऊर्जा स्रोत काउन्टरमा फिर्ता गरिन्छ, जुन सङ्कलन गरिएको ऊर्जाको अर्को योगदानसँग मेल खान्छ। अन्तमा, भोल्टेज V = 0 लागू गर्दा, MLC PST हरूलाई तिनीहरूको प्रारम्भिक तापक्रममा चिसो गरिन्छ ताकि चक्र फेरि सुरु हुन सकोस्। यस चरणमा, ऊर्जा सङ्कलन हुँदैन। हामीले Keithley 2410 SourceMeter प्रयोग गरेर Olsen चक्र चलायौं, PST MLC लाई भोल्टेज स्रोतबाट चार्ज गर्यौं र वर्तमान मिलानलाई उपयुक्त मानमा सेट गर्यौं ताकि भरपर्दो ऊर्जा गणनाको लागि चार्जिङ चरणको क्रममा पर्याप्त अंकहरू सङ्कलन गरियोस्।
स्टर्लिङ चक्रहरूमा, PST MLC हरूलाई भोल्टेज स्रोत मोडमा प्रारम्भिक विद्युतीय क्षेत्र मान (प्रारम्भिक भोल्टेज Vi > ०) मा चार्ज गरिएको थियो, जुन एक इच्छित अनुपालन प्रवाह हो ताकि चार्जिङ चरण लगभग १ सेकेन्ड लिन्छ (र ऊर्जाको भरपर्दो गणनाको लागि पर्याप्त बिन्दुहरू जम्मा हुन्छन्) र चिसो तापक्रम। स्टर्लिङ चक्रहरूमा, PST MLC हरूलाई भोल्टेज स्रोत मोडमा प्रारम्भिक विद्युतीय क्षेत्र मान (प्रारम्भिक भोल्टेज Vi > ०) मा चार्ज गरिएको थियो, जुन एक इच्छित अनुपालन प्रवाह हो ताकि चार्जिङ चरण लगभग १ सेकेन्ड लिन्छ (र ऊर्जाको भरपर्दो गणनाको लागि पर्याप्त बिन्दुहरू जम्मा हुन्छन्) र चिसो तापक्रम। В циклах Стирлинга PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном значении электрического поля (начальное жеского поля), податливом токе, так что этап зарядки занимает около 1 с (и набирается достаточное количество точек ) temperatura स्टर्लिङ PST MLC चक्रहरूमा, तिनीहरूलाई भोल्टेज स्रोत मोडमा विद्युतीय क्षेत्रको प्रारम्भिक मान (प्रारम्भिक भोल्टेज Vi > ०), इच्छित उपज प्रवाहमा चार्ज गरिएको थियो, जसले गर्दा चार्जिङ चरणमा लगभग १ सेकेन्ड लाग्छ (र भरपर्दो ऊर्जा गणनाको लागि पर्याप्त संख्यामा बिन्दुहरू सङ्कलन गरिन्छ) र चिसो तापक्रम।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। मास्टर साइकलमा, PST MLC लाई भोल्टेज स्रोत मोडमा प्रारम्भिक विद्युतीय क्षेत्र मान (प्रारम्भिक भोल्टेज Vi > ०) मा चार्ज गरिन्छ, जसले गर्दा आवश्यक अनुपालन करेन्टले चार्जिङ चरणको लागि लगभग १ सेकेन्ड लिन्छ (र हामीले (ऊर्जा) र कम तापक्रम विश्वसनीय रूपमा गणना गर्न पर्याप्त अंकहरू सङ्कलन गर्यौं)। В цикле Стирлинга PST MLC заряжается в режиме источника напряжения с начальным значением электрического поля (начальяноем), требуемый ток податливости таков, что этап зарядки занимает около 1 с (и набирается достаточное количество точек, чточестьное количество эnergiyu) र низкие टेम्पेरेटरहरू। स्टर्लिङ चक्रमा, PST MLC लाई विद्युतीय क्षेत्रको प्रारम्भिक मान (प्रारम्भिक भोल्टेज Vi > ०) को साथ भोल्टेज स्रोत मोडमा चार्ज गरिन्छ, आवश्यक अनुपालन प्रवाह यस्तो हुन्छ कि चार्जिङ चरणमा लगभग १ सेकेन्ड लाग्छ (र पर्याप्त संख्यामा बिन्दुहरू सङ्कलन गरिन्छ। ऊर्जाको विश्वसनीय गणना गर्न) र कम तापक्रम।PST MLC तताउनु अघि, I = 0 mA को मिल्दो करेन्ट लागू गरेर सर्किट खोल्नुहोस् (हाम्रो मापन स्रोतले ह्यान्डल गर्न सक्ने न्यूनतम मिल्दो करेन्ट १० nA हो)। फलस्वरूप, MJK को PST मा चार्ज रहन्छ, र नमूना तताउँदा भोल्टेज बढ्छ। I = 0 mA भएकोले आर्म BC मा कुनै ऊर्जा सङ्कलन हुँदैन। उच्च तापक्रममा पुगेपछि, MLT FT मा भोल्टेज बढ्छ (केही अवस्थामा ३० गुणा भन्दा बढी, थप चित्र ७.२ हेर्नुहोस्), MLK FT डिस्चार्ज हुन्छ (V = ०), र तिनीहरूमा विद्युतीय ऊर्जा भण्डारण गरिन्छ जुन तिनीहरू प्रारम्भिक चार्ज हुन्। उही वर्तमान पत्राचार मिटर-स्रोतमा फर्काइन्छ। भोल्टेज वृद्धिको कारण, उच्च तापक्रममा भण्डारण गरिएको ऊर्जा चक्रको सुरुमा प्रदान गरिएको भन्दा बढी हुन्छ। फलस्वरूप, तापलाई बिजुलीमा रूपान्तरण गरेर ऊर्जा प्राप्त गरिन्छ।
हामीले PST MLC मा लागू गरिएको भोल्टेज र करेन्ट निगरानी गर्न Keithley 2410 SourceMeter प्रयोग गर्यौं। Keithley को स्रोत मिटर, \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\left(t\ right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\) द्वारा पढिएको भोल्टेज र करेन्टको गुणनफललाई एकीकृत गरेर सम्बन्धित ऊर्जा गणना गरिन्छ, जहाँ τ अवधिको अवधि हो। हाम्रो ऊर्जा वक्रमा, सकारात्मक ऊर्जा मानहरूको अर्थ हामीले MLC PST लाई दिनुपर्ने ऊर्जा हो, र नकारात्मक मानहरूको अर्थ हामीले तिनीहरूबाट निकाल्ने ऊर्जा र त्यसैले प्राप्त ऊर्जा हो। दिइएको सङ्कलन चक्रको लागि सापेक्षिक शक्ति सम्पूर्ण चक्रको अवधि τ द्वारा सङ्कलित ऊर्जालाई विभाजन गरेर निर्धारण गरिन्छ।
सबै डेटा मुख्य पाठ वा थप जानकारीमा प्रस्तुत गरिएको छ। पत्रहरू र सामग्रीहरूको लागि अनुरोधहरू यस लेखसँग प्रदान गरिएको AT वा ED डेटाको स्रोतमा निर्देशित गरिनुपर्छ।
एन्डो जुनियर, ओहायो, मारन, एएलओ र हेनाओ, एनसी ऊर्जा संकलनको लागि थर्मोइलेक्ट्रिक माइक्रोजेनेरेटरहरूको विकास र प्रयोगहरूको समीक्षा। एन्डो जुनियर, ओहायो, मारन, एएलओ र हेनाओ, एनसी ऊर्जा संकलनको लागि थर्मोइलेक्ट्रिक माइक्रोजेनेरेटरहरूको विकास र प्रयोगहरूको समीक्षा।एन्डो जुनियर, ओहायो, मारन, एएलओ र हेनाओ, एनसी ऊर्जा संकलनको लागि थर्मोइलेक्ट्रिक माइक्रोजेनेरेटरहरूको विकास र प्रयोगको सिंहावलोकन। 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 जुनियर, OH, Maran, ALO र Henao, NCएन्डो जुनियर, ओहायो, मारन, एएलओ, र हेनाओ, एनसीले ऊर्जा संकलनको लागि थर्मोइलेक्ट्रिक माइक्रोजेनेरेटरहरूको विकास र प्रयोगको बारेमा विचार गरिरहेका छन्।पुनःसुरु। समर्थन। ऊर्जा रेभ. ९१, ३७६–३९३ (२०१८)।
पोलम्यान, ए., नाइट, एम., गार्नेट, ईसी, एहरलर, बी. र सिन्के, डब्लुसी फोटोभोल्टिक सामग्री: वर्तमान दक्षता र भविष्यका चुनौतीहरू। पोलम्यान, ए., नाइट, एम., गार्नेट, ईसी, एहरलर, बी. र सिन्के, डब्लुसी फोटोभोल्टिक सामग्री: वर्तमान दक्षता र भविष्यका चुनौतीहरू।पोलम्यान, ए., नाइट, एम., गार्नेट, ईके, एहरलर, बी. र सिन्के, वीके फोटोभोल्टिक सामग्री: वर्तमान प्रदर्शन र भविष्यका चुनौतीहरू। 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। पोलम्यान, ए., नाइट, एम., गार्नेट, ईसी, एहरलर, बी. र सिन्के, डब्लुसी सौर्य सामग्री: वर्तमान दक्षता र भविष्यका चुनौतीहरू।पोलम्यान, ए., नाइट, एम., गार्नेट, ईके, एहरलर, बी. र सिन्के, वीके फोटोभोल्टिक सामग्री: वर्तमान प्रदर्शन र भविष्यका चुनौतीहरू।विज्ञान ३५२, aad४४२४ (२०१६)।
सोङ, के., झाओ, आर., वाङ, जेडएल र याङ, वाई. स्व-संचालित एकैसाथ तापक्रम र दबाब संवेदनको लागि संयुक्त पाइरो-पिएजोइलेक्ट्रिक प्रभाव। सोङ, के., झाओ, आर., वाङ, जेडएल र याङ, वाई. स्व-संचालित एकैसाथ तापक्रम र दबाब संवेदनको लागि संयोजित पाइरो-पिएजोइलेक्ट्रिक प्रभाव।सोङ के., झाओ आर., वाङ जेडएल र यान यु। तापक्रम र दबाबको स्वायत्त एकसाथ मापनको लागि संयुक्त पाइरोपीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव। गीत, 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। सोङ, के., झाओ, आर., वाङ, जेडएल र याङ, वाई. तापक्रम र दबाबसँगै स्व-शक्तिकरणको लागि।सोङ के., झाओ आर., वाङ जेडएल र यान यु। तापक्रम र दबाबको स्वायत्त एकसाथ मापनको लागि संयुक्त थर्मोपिएजोइलेक्ट्रिक प्रभाव।अगाडि। अल्मा मेटर ३१, १९०२८३१ (२०१९)।
सेबाल्ड, जी., प्रुभोस्ट, एस. र ग्योमर, डी. रिल्याक्सर फेरोइलेक्ट्रिक सिरेमिकमा एरिक्सन पाइरोइलेक्ट्रिक चक्रमा आधारित ऊर्जा संकलन। सेबाल्ड, जी., प्रुभोस्ट, एस. र ग्योमर, डी. रिल्याक्सर फेरोइलेक्ट्रिक सिरेमिकमा एरिक्सन पाइरोइलेक्ट्रिक चक्रमा आधारित ऊर्जा संकलन।सेबाल्ड जी., प्रोभोस्ट एस. र ग्योमर डी. रिल्याक्सर फेरोइलेक्ट्रिक सिरेमिकमा पाइरोइलेक्ट्रिक एरिक्सन चक्रमा आधारित ऊर्जा संकलन।सेबाल्ड जी., प्रोभोस्ट एस. र ग्योमर डी. एरिक्सन पाइरोइलेक्ट्रिक साइक्लिङमा आधारित रिलेक्सर फेरोइलेक्ट्रिक सिरेमिकमा ऊर्जा संकलन। स्मार्ट अल्मा मेटर। संरचना। १७, १५०१२ (२००७)।
अल्पे, एसपी, मान्टेस, जे., ट्रोलर-म्याकिन्स्ट्री, एस., झाङ, क्यू. र वाटमोर, आरडब्ल्यू ठोस-अवस्था इलेक्ट्रोथर्मल ऊर्जा अन्तररूपान्तरणको लागि अर्को पुस्ताको इलेक्ट्रोक्यालोरिक र पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्रीहरू। अल्पे, एसपी, मान्टेस, जे., ट्रोलर-म्याकिन्स्ट्री, एस., झाङ, क्यू. र वाटमोर, आरडब्ल्यू ठोस-अवस्था इलेक्ट्रोथर्मल ऊर्जा अन्तररूपान्तरणको लागि अर्को पुस्ताको इलेक्ट्रोक्यालोरिक र पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्रीहरू। Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материалы следующего поколения даля преобразования твердотельной электротермической энергии। अल्पे, एसपी, मान्टेस, जे., ट्रोलर-म्याकिन्स्ट्री, एस., झाङ, क्यू. र वाटमोर, आरडब्ल्यू ठोस अवस्था इलेक्ट्रोथर्मल ऊर्जा अन्तररूपान्तरणको लागि अर्को पुस्ताको इलेक्ट्रोक्यालोरिक र पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्रीहरू। 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金。 अल्पे, एसपी, मान्टेस, जे., ट्रोलर-म्याकिन्स्ट्री, एस., झाङ, क्यू. र वाटमोर, आरडब्ल्यू Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материалы следующего поколения даля преобразования твердотельной электротермической энергии। अल्पे, एसपी, मान्टेस, जे., ट्रोलर-म्याकिन्स्ट्री, एस., झाङ, क्यू. र वाटमोर, आरडब्ल्यू ठोस अवस्था इलेक्ट्रोथर्मल ऊर्जा अन्तररूपान्तरणको लागि अर्को पुस्ताको इलेक्ट्रोक्यालोरिक र पाइरोइलेक्ट्रिक सामग्रीहरू।लेडी बुल। ३९, १०९९–११०९ (२०१४)।
झाङ, के., वाङ, वाई., वाङ, जेडएल र याङ, वाई. पाइरोइलेक्ट्रिक न्यानोजेनेरेटरहरूको कार्यसम्पादन परिमाण निर्धारणको लागि मानक र फिगर-अफ-मेरिट। झाङ, के., वाङ, वाई., वाङ, जेडएल र याङ, वाई. पाइरोइलेक्ट्रिक न्यानोजेनेरेटरहरूको कार्यसम्पादन परिमाण निर्धारणको लागि मानक र फिगर-अफ-मेरिट।झाङ, के., वाङ, वाई., वाङ, जेडएल र याङ, यु. पाइरोइलेक्ट्रिक न्यानोजेनेरेटरहरूको कार्यसम्पादन परिमाण निर्धारण गर्ने मानक र गुणस्तर स्कोर। Zhang, K., वांग, Y., Wang, ZL र Yang, Y. 用于量化热释电纳米发电机性能的标准和品质因数। झांग, के., वांग, वाई, वांग, जेडएल र यांग, वाई।झाङ, के., वाङ, वाई., वाङ, जेडएल र याङ, यु. पाइरोइलेक्ट्रिक न्यानोजेनेरेटरको कार्यसम्पादन मापनका लागि मापदण्ड र कार्यसम्पादन मापनहरू।नानो इनर्जी ५५, ५३४–५४० (२०१९)।
क्रसली, एस., नायर, बी., वाटमोर, आरडब्ल्यू, मोया, एक्स. र माथुर, एनडी। क्षेत्र भिन्नता मार्फत साँचो पुनर्जननको साथ लिड स्क्यान्डियम ट्यान्टालेटमा इलेक्ट्रोक्यालोरिक शीतलन चक्रहरू। क्रसली, एस., नायर, बी., वाटमोर, आरडब्ल्यू, मोया, एक्स. र माथुर, एनडी। क्षेत्र भिन्नता मार्फत साँचो पुनर्जननको साथ लिड स्क्यान्डियम ट्यान्टालेटमा इलेक्ट्रोक्यालोरिक शीतलन चक्रहरू।क्रसली, एस., नायर, बी., वाटमोर, आरडब्ल्यू, मोया, एक्स. र माथुर, एनडी। क्षेत्र परिमार्जनको माध्यमबाट साँचो पुनर्जननको साथ लिड-स्क्यान्डियम ट्यान्टालेटमा इलेक्ट्रोक्यालोरिक शीतलन चक्रहरू। Crossley, S., नायर, B., Whatmore, RW, Moya, X. & माथुर, ND 钽酸钪铅的电热冷却循环，通过场变化实现真正的再生。 क्रसले, एस, नायर, बी, व्हाटमोर, आरडब्ल्यू, मोया, एक्स र माथुर, एनडी। Tantalum酸钪钪钪钪钪钪钪电求的电池水水水水水在电影在线电影在电影在线电影।क्रसली, एस., नायर, बी., वाटमोर, आरडब्ल्यू, मोया, एक्स. र माथुर, एनडी। फिल्ड रिभर्सल मार्फत साँचो पुनर्जननको लागि स्क्यान्डियम-लिड ट्यान्टालेटको इलेक्ट्रोथर्मल शीतलन चक्र।भौतिकशास्त्र रेभ. X ९, ४१००२ (२०१९)।
मोया, एक्स., कर-नारायण, एस. र माथुर, एनडी फेरोइक फेज ट्रान्जिसन नजिकै क्यालोरिक सामग्रीहरू। मोया, एक्स., कर-नारायण, एस. र माथुर, एनडी फेरोइक फेज ट्रान्जिसन नजिकै क्यालोरिक सामग्रीहरू।मोया, एक्स., कर-नारायण, एस. र माथुर, एनडी फेरोइड चरण संक्रमण नजिकै क्यालोरिक सामग्रीहरू। मोया, एक्स., कर-नारायण, एस. र माथुर, एनडी 铁质相变附近的热量材料। मोया, एक्स., कर-नारायण, एस. र माथुर, एनडी फेरस धातुकर्म नजिकैको थर्मल सामग्री।मोया, एक्स., कर-नारायण, एस. र माथुर, एनडी फलामको चरण संक्रमण नजिकैको थर्मल सामग्रीहरू।नाट। अल्मा मेटर १३, ४३९–४५० (२०१४)।
मोया, एक्स. र माथुर, एनडी चिसो र तताउने क्यालोरी सामग्रीहरू। मोया, एक्स. र माथुर, एनडी चिसो र तताउने क्यालोरी सामग्रीहरू।मोया, एक्स. र माथुर, एनडी चिसो र तताउने थर्मल सामग्रीहरू। मोया, एक्स र माथुर, एनडी 用于冷却和加热的热量材料। मोया, एक्स. र माथुर, एनडी चिसो र तताउने थर्मल सामग्रीहरू।मोया एक्स. र माथुर एनडी चिसो र तताउने थर्मल सामग्रीहरू।विज्ञान ३७०, ७९७–८०३ (२०२०)।
Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric कूलर: एक समीक्षा। Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric कूलर: एक समीक्षा।टोरेलो, ए. र डिफे, ई. इलेक्ट्रोक्यालोरिक चिलरहरू: एक समीक्षा। Torello, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论। Torello, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论।टोरेलो, ए. र डिफे, ई. इलेक्ट्रोथर्मल कूलरहरू: एक समीक्षा।उन्नत। इलेक्ट्रोनिक। अल्मा मेटर। ८। २१०१०३१ (२०२२)।
नुचोकग्वे, वाई. एट अल। अत्यधिक क्रमबद्ध स्क्यान्डियम-स्क्यान्डियम-लिडमा इलेक्ट्रोक्यालोरिक सामग्रीको विशाल ऊर्जा दक्षता। राष्ट्रिय सञ्चार। १२, ३२९८ (२०२१)।
नायर, बी. एट अल। अक्साइड बहु-तह क्यापेसिटरहरूको इलेक्ट्रोथर्मल प्रभाव फराकिलो तापक्रम दायरामा ठूलो हुन्छ। प्रकृति ५७५, ४६८–४७२ (२०१९)।
टोरेलो, ए. एट अल। इलेक्ट्रोथर्मल रिजेनेरेटरहरूमा विशाल तापमान दायरा। विज्ञान ३७०, १२५–१२९ (२०२०)।
वाङ, वाई. एट अल। उच्च प्रदर्शन ठोस अवस्था इलेक्ट्रोथर्मल शीतलन प्रणाली। विज्ञान ३७०, १२९–१३३ (२०२०)।
मेङ, वाई. एट अल। ठूलो तापक्रम वृद्धिको लागि क्यास्केड इलेक्ट्रोथर्मल कूलिंग उपकरण। राष्ट्रिय ऊर्जा ५, ९९६–१००२ (२०२०)।
ओल्सेन, आरबी र ब्राउन, डीडी विद्युतीय ऊर्जा-सम्बन्धित पाइरोइलेक्ट्रिक मापनमा तापको उच्च दक्षता प्रत्यक्ष रूपान्तरण। ओल्सेन, आरबी र ब्राउन, डीडी विद्युतीय ऊर्जा-सम्बन्धित पाइरोइलेक्ट्रिक मापनमा तापको प्रत्यक्ष रूपान्तरण उच्च दक्षता।ओल्सेन, आरबी र ब्राउन, डीडी पाइरोइलेक्ट्रिक मापनसँग सम्बन्धित तापको विद्युतीय ऊर्जामा अत्यधिक कुशल प्रत्यक्ष रूपान्तरण। Olsen, RB & Brown, DD 高效直接将热量转换为电能相关的热释电测量। ओल्सेन, आरबी र ब्राउन, डीडीओल्सेन, आरबी र ब्राउन, डीडी पाइरोइलेक्ट्रिक मापनसँग सम्बन्धित तापलाई विद्युतमा कुशल प्रत्यक्ष रूपान्तरण।फेरोइलेक्ट्रिक्स ४०, १७–२७ (१९८२)।
पाण्ड्या, एस. एट अल। पातलो आरामदायी फेरोइलेक्ट्रिक फिल्महरूमा ऊर्जा र शक्ति घनत्व। राष्ट्रिय अल्मा मेटर। https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (२०१८)।
स्मिथ, एएन र हानराहान, बीएम क्यास्केडेड पाइरोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण: फेरोइलेक्ट्रिक चरण संक्रमण र विद्युतीय क्षतिलाई अनुकूलन गर्दै। स्मिथ, एएन र हानराहान, बीएम क्यास्केडेड पाइरोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण: फेरोइलेक्ट्रिक चरण संक्रमण र विद्युतीय क्षतिलाई अनुकूलन गर्दै।स्मिथ, एएन र हानराहान, बीएम क्यास्केडेड पाइरोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण: फेरोइलेक्ट्रिक चरण संक्रमण र विद्युतीय क्षति अनुकूलन। Smith, AN & Hanrahan, BM 级联热释电转换：优化铁电相变和电损耗। स्मिथ, एएन र हानराहान, बीएमस्मिथ, एएन र हानराहान, बीएम क्यास्केडेड पाइरोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण: फेरोइलेक्ट्रिक चरण संक्रमण र विद्युतीय क्षतिको अनुकूलन।जे. अनुप्रयोग। भौतिकशास्त्र। १२८, २४१०३ (२०२०)।
होच, एसआर तापीय ऊर्जालाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्न फेरोइलेक्ट्रिक सामग्रीहरूको प्रयोग। प्रक्रिया। IEEE 51, 838–845 (1963)।
ओल्सेन, आरबी, ब्रुनो, डीए, ब्रिस्को, जेएम र डुलिया, जे। क्यास्केडेड पाइरोइलेक्ट्रिक ऊर्जा कन्भर्टर। ओल्सेन, आरबी, ब्रुनो, डीए, ब्रिस्को, जेएम र डुलिया, जे। क्यास्केडेड पाइरोइलेक्ट्रिक ऊर्जा कन्भर्टर।ओल्सेन, आरबी, ब्रुनो, डीए, ब्रिस्को, जेएम र डुलिया, जे। क्यास्केड पाइरोइलेक्ट्रिक पावर कन्भर्टर। 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।ओल्सेन, आरबी, ब्रुनो, डीए, ब्रिस्को, जेएम र डुलिया, जे। क्यास्केडेड पाइरोइलेक्ट्रिक पावर कन्भर्टरहरू।फेरोइलेक्ट्रिक्स ५९, २०५–२१९ (१९८४)।
शेबानोभ, एल. र बोरम्यान, के. उच्च इलेक्ट्रोक्यालोरिक प्रभाव भएको लिड-स्क्यान्डियम ट्यान्टालेट ठोस समाधानहरूमा। शेबानोभ, एल. र बोरम्यान, के. उच्च इलेक्ट्रोक्यालोरिक प्रभाव भएको लिड-स्क्यान्डियम ट्यान्टालेट ठोस समाधानहरूमा।उच्च इलेक्ट्रोक्यालोरिक प्रभाव भएको लिड-स्क्यान्डियम ट्यान्टालेटको ठोस समाधानमा शेबानोभ एल. र बोरमन के. शेबानोभ, एल. एण्ड बोरमन, के. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体। शेबानोभ, एल. र बोरम्यान, के.उच्च इलेक्ट्रोक्यालोरिक प्रभाव भएको स्क्यान्डियम-लिड-स्क्यान्डियम ठोस समाधानहरूमा शेबानोभ एल. र बोरम्यान के.।फेरोइलेक्ट्रिक्स १२७, १४३–१४८ (१९९२)।
हामी N. Furusawa, Y. Inoue, र K. Honda लाई MLC सिर्जना गर्न मद्दत गरेकोमा धन्यवाद दिन्छौं। PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB र ED CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay- Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay र BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay मार्फत यस कार्यलाई समर्थन गरेकोमा लक्जमबर्ग राष्ट्रिय अनुसन्धान प्रतिष्ठान (FNR) लाई धन्यवाद।
सामग्री अनुसन्धान र प्रविधि विभाग, लक्जमबर्ग प्रविधि संस्थान (LIST), बेलभोइर, लक्जमबर्ग