Cung cấp các nguồn điện bền vững là một trong những thách thức quan trọng nhất của thế kỷ này. Các lĩnh vực nghiên cứu về vật liệu thu năng lượng bắt nguồn từ động lực này, bao gồm nhiệt điện1, quang điện2 và nhiệt quang điện3. Mặc dù chúng ta thiếu các vật liệu và thiết bị có khả năng thu năng lượng trong phạm vi Joule, nhưng các vật liệu nhiệt điện có thể chuyển đổi năng lượng điện thành các thay đổi nhiệt độ định kỳ được coi là cảm biến4 và máy thu năng lượng5,6,7. Ở đây, chúng tôi đã phát triển một máy thu năng lượng nhiệt vĩ mô dưới dạng tụ điện đa lớp được làm từ 42 gam chì scandium tantalate, tạo ra 11,2 J năng lượng điện mỗi chu kỳ nhiệt động lực học. Mỗi mô-đun nhiệt điện có thể tạo ra mật độ năng lượng điện lên tới 4,43 J cm-3 mỗi chu kỳ. Chúng tôi cũng chứng minh rằng hai mô-đun như vậy nặng 0,3 g là đủ để liên tục cung cấp năng lượng cho các máy thu năng lượng tự động được nhúng vi điều khiển và cảm biến nhiệt độ. Cuối cùng, chúng tôi chứng minh rằng đối với phạm vi nhiệt độ 10 K, các tụ điện đa lớp này có thể đạt hiệu suất Carnot 40%. Những đặc tính này là nhờ (1) sự thay đổi pha sắt điện cho hiệu suất cao, (2) dòng rò thấp để ngăn ngừa tổn thất, và (3) điện áp đánh thủng cao. Những máy thu điện nhiệt điện có khả năng mở rộng quy mô và hiệu quả này đang tái định hình ngành sản xuất điện nhiệt điện.
So với gradien nhiệt độ không gian cần thiết cho vật liệu nhiệt điện, việc thu năng lượng từ vật liệu nhiệt điện đòi hỏi chu kỳ nhiệt độ theo thời gian. Điều này có nghĩa là một chu trình nhiệt động lực học, được mô tả tốt nhất bằng biểu đồ entropy (S)-nhiệt độ (T). Hình 1a cho thấy sơ đồ ST điển hình của vật liệu nhiệt điện phi tuyến tính (NLP) thể hiện quá trình chuyển pha sắt điện-thuận điện do trường điều khiển trong tantalat chì scandium (PST). Các phần màu xanh lam và xanh lục của chu trình trên biểu đồ ST tương ứng với năng lượng điện được chuyển đổi trong chu trình Olson (hai phần đẳng nhiệt và hai phần đẳng cực). Ở đây, chúng ta xem xét hai chu trình có cùng sự thay đổi điện trường (trường bật và tắt) và sự thay đổi nhiệt độ ΔT, mặc dù có nhiệt độ ban đầu khác nhau. Chu trình màu xanh lục không nằm trong vùng chuyển pha và do đó có diện tích nhỏ hơn nhiều so với chu trình màu xanh lam nằm trong vùng chuyển pha. Trong biểu đồ ST, diện tích càng lớn thì năng lượng thu được càng lớn. Do đó, quá trình chuyển pha phải thu thập nhiều năng lượng hơn. Nhu cầu về chu trình diện tích lớn trong NLP rất giống với nhu cầu cho các ứng dụng nhiệt điện9, 10, 11, 12, trong đó tụ điện đa lớp PST (MLC) và terpolymer gốc PVDF gần đây đã cho thấy hiệu suất ngược tuyệt vời. trạng thái hiệu suất làm mát trong chu trình 13, 14, 15, 16. Do đó, chúng tôi đã xác định được các MLC PST quan tâm cho việc thu năng lượng nhiệt. Các mẫu này đã được mô tả đầy đủ trong các phương pháp và được mô tả trong các chú thích bổ sung 1 (kính hiển vi điện tử quét), 2 (nhiễu xạ tia X) và 3 (lượng nhiệt).
a, Phác thảo đồ thị entropy (S)-nhiệt độ (T) với trường điện bật và tắt được áp dụng cho vật liệu NLP cho thấy sự chuyển pha. Hai chu kỳ thu thập năng lượng được thể hiện ở hai vùng nhiệt độ khác nhau. Chu kỳ màu xanh lam và xanh lục xảy ra bên trong và bên ngoài quá trình chuyển pha tương ứng và kết thúc ở các vùng rất khác nhau của bề mặt. b, hai vòng đơn cực DE PST MLC, dày 1 mm, được đo trong khoảng từ 0 đến 155 kV cm-1 ở 20 °C và 90 °C tương ứng và các chu trình Olsen tương ứng. Các chữ cái ABCD chỉ các trạng thái khác nhau trong chu trình Olson. AB: MLC được tích điện đến 155 kV cm-1 ở 20 °C. BC: MLC được duy trì ở 155 kV cm-1 và nhiệt độ được tăng lên 90 °C. CD: MLC phóng điện ở 90 °C. DA: MLC được làm lạnh đến 20 °C trong trường bằng không. Vùng màu xanh lam tương ứng với công suất đầu vào cần thiết để bắt đầu chu kỳ. Vùng màu cam là năng lượng được thu thập trong một chu kỳ. c, bảng trên cùng, điện áp (màu đen) và dòng điện (màu đỏ) theo thời gian, được theo dõi trong cùng một chu kỳ Olson như b. Hai hình chèn biểu diễn sự khuếch đại của điện áp và dòng điện tại các điểm chính trong chu kỳ. Ở bảng dưới, các đường cong màu vàng và xanh lá cây lần lượt biểu diễn các đường cong nhiệt độ và năng lượng tương ứng cho một MLC dày 1 mm. Năng lượng được tính toán từ các đường cong dòng điện và điện áp ở bảng trên cùng. Năng lượng âm tương ứng với năng lượng được thu thập. Các bước tương ứng với các chữ cái in hoa trong bốn hình giống như trong chu trình Olson. Chu trình AB'CD tương ứng với chu trình Stirling (ghi chú bổ sung 7).
trong đó E và D lần lượt là trường điện và trường dịch chuyển điện. Nd có thể thu được gián tiếp từ mạch DE (Hình 1b) hoặc trực tiếp bằng cách khởi động một chu trình nhiệt động lực học. Các phương pháp hữu ích nhất đã được Olsen mô tả trong công trình tiên phong của ông về thu thập năng lượng nhiệt điện vào những năm 198017.
Trên hình 1b cho thấy hai vòng DE đơn cực của mẫu PST-MLC dày 1 mm được lắp ráp ở 20 °C và 90 °C, tương ứng, trong phạm vi từ 0 đến 155 kV cm-1 (600 V). Hai chu kỳ này có thể được sử dụng để tính gián tiếp năng lượng thu thập được bởi chu trình Olson được thể hiện trong Hình 1a. Trên thực tế, chu trình Olsen bao gồm hai nhánh trường đẳng nhiệt (ở đây, trường bằng không trong nhánh DA và 155 kV cm-1 trong nhánh BC) và hai nhánh đẳng nhiệt (ở đây, 20°С và 20°С trong nhánh AB). C trong nhánh CD) Năng lượng thu thập được trong chu trình tương ứng với các vùng màu cam và màu xanh lam (tích phân EdD). Năng lượng thu thập được Nd là hiệu số giữa năng lượng đầu vào và năng lượng đầu ra, tức là chỉ có diện tích màu cam trong hình 1b. Chu trình Olson cụ thể này cung cấp mật độ năng lượng Nd là 1,78 J cm-3. Chu trình Stirling là một phương án thay thế cho chu trình Olson (Ghi chú Bổ sung 7). Do giai đoạn tích điện không đổi (mạch hở) dễ đạt được hơn, mật độ năng lượng thu được từ Hình 1b (chu trình AB'CD) đạt 1,25 J/cm-3. Con số này chỉ bằng 70% năng lượng mà chu trình Olson có thể thu thập, nhưng thiết bị thu năng lượng đơn giản có thể làm được.
Ngoài ra, chúng tôi đã đo trực tiếp năng lượng được thu thập trong chu trình Olson bằng cách cấp điện cho PST MLC sử dụng tầng điều khiển nhiệt độ Linkam và đồng hồ đo nguồn (phương pháp). Hình 1c ở trên cùng và trong các hình chèn tương ứng cho thấy dòng điện (màu đỏ) và điện áp (màu đen) được thu thập trên cùng một PST MLC dày 1 mm như đối với vòng lặp DE đi qua cùng một chu trình Olson. Dòng điện và điện áp giúp tính toán được năng lượng được thu thập và các đường cong được hiển thị trong hình 1c, dưới cùng (màu xanh lá cây) và nhiệt độ (màu vàng) trong suốt chu trình. Các chữ cái ABCD biểu thị cùng một chu trình Olson trong Hình 1. Sạc MLC xảy ra trong chặng AB và được thực hiện ở dòng điện thấp (200 µA), do đó SourceMeter có thể kiểm soát sạc đúng cách. Hậu quả của dòng điện ban đầu không đổi này là đường cong điện áp (đường cong màu đen) không tuyến tính do trường dịch chuyển thế không tuyến tính D PST (Hình 1c, hình chèn trên cùng). Khi kết thúc quá trình sạc, 30 mJ năng lượng điện được lưu trữ trong MLC (điểm B). Sau đó, MLC nóng lên và tạo ra dòng điện âm (và do đó là dòng điện âm) trong khi điện áp vẫn ở mức 600 V. Sau 40 giây, khi nhiệt độ đạt đến mức ổn định là 90 °C, dòng điện này đã được bù, mặc dù mẫu bước tạo ra trong mạch một công suất điện là 35 mJ trong trường đẳng hướng này (hình chèn thứ hai trong Hình 1c, trên cùng). Điện áp trên MLC (nhánh CD) sau đó giảm xuống, tạo ra thêm 60 mJ công điện. Tổng năng lượng đầu ra là 95 mJ. Năng lượng thu được là hiệu số giữa năng lượng đầu vào và đầu ra, tạo ra 95 – 30 = 65 mJ. Điều này tương ứng với mật độ năng lượng là 1,84 J cm-3, rất gần với Nd được chiết xuất từ ​​vòng DE. Khả năng tái tạo của chu trình Olson này đã được thử nghiệm rộng rãi (Ghi chú bổ sung 4). Bằng cách tiếp tục tăng điện áp và nhiệt độ, chúng tôi đã đạt được 4,43 J/cm-3 khi sử dụng chu trình Olsen trong màng mỏng PST MLC dày 0,5 mm ở dải nhiệt độ 750 V (195 kV/cm-1) và 175 °C (Ghi chú Bổ sung 5). Con số này cao gấp bốn lần hiệu suất tốt nhất được báo cáo trong tài liệu về chu trình Olson trực tiếp và đạt được trên màng mỏng Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1,06 J/cm-3)18 (cm. Bảng Bổ sung 1 để biết thêm các giá trị trong tài liệu). Hiệu suất này đạt được là nhờ dòng rò rỉ cực thấp của các MLC này (<10−7 A ở 750 V và 180 °C, xem chi tiết trong Ghi chú bổ sung 6)—một điểm quan trọng được Smith và cộng sự đề cập19—trái ngược với các vật liệu được sử dụng trong các nghiên cứu trước đó17,20. Hiệu suất này đạt được là nhờ dòng rò rỉ cực thấp của các MLC này (<10−7 A ở 750 V và 180 °C, xem chi tiết trong Ghi chú bổ sung 6)—một điểm quan trọng được Smith và cộng sự đề cập19—trái ngược với các vật liệu được sử dụng trong các nghiên cứu trước đó17,20. Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих MLC (<10–7 А при 750 В и 180 °C, см. примечании 6) — критический момент, упомянутый Смитом и др. 19 — в отличие от к материалам, использованным в более ранних исследованиях17,20. Những đặc điểm này đạt được là nhờ dòng rò rỉ rất thấp của các MLC này (<10–7 A ở 750 V và 180 °C, xem Ghi chú bổ sung 6 để biết chi tiết) – một điểm quan trọng được Smith và cộng sự đề cập đến 19 – trái ngược với các vật liệu được sử dụng trong các nghiên cứu trước đó17,20.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 Bạn có thể làm điều đó không?相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 Ngày 20 tháng 17 năm 2017. Поскольку ток утечки этих MLC очень низкий (<10–7 А при 750 В и 180 °C, см. подробности в дополнительном примечании 6) — ключевой момент, упомянутый Смитом và др. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики. Vì dòng điện rò rỉ của các MLC này rất thấp (<10–7 A ở 750 V và 180 °C, xem Ghi chú bổ sung 6 để biết chi tiết) – một điểm quan trọng được Smith và cộng sự đề cập đến 19 – để so sánh, nên hiệu suất này đã đạt được.đối với các vật liệu được sử dụng trong các nghiên cứu trước đó 17,20.
Áp dụng cùng điều kiện (600 V, 20–90 °C) cho chu trình Stirling (Chú thích bổ sung 7). Đúng như dự đoán từ kết quả của chu trình DE, năng suất thu được là 41,0 mJ. Một trong những đặc điểm nổi bật nhất của chu trình Stirling là khả năng khuếch đại điện áp ban đầu thông qua hiệu ứng nhiệt điện. Chúng tôi đã quan sát thấy mức tăng điện áp lên đến 39 (từ điện áp ban đầu 15 V lên điện áp cuối lên đến 590 V, xem Hình bổ sung 7.2).
Một đặc điểm nổi bật khác của các MLC này là chúng là các vật thể vĩ mô đủ lớn để thu thập năng lượng trong phạm vi joule. Do đó, chúng tôi đã chế tạo một máy thu nguyên mẫu (HARV1) sử dụng 28 MLC PST dày 1 mm, theo cùng thiết kế tấm song song được mô tả bởi Torello và cộng sự14, trong ma trận 7x4 như thể hiện trong Hình. Chất lỏng điện môi mang nhiệt trong ống phân phối được dịch chuyển bằng bơm nhu động giữa hai bể chứa, nơi nhiệt độ chất lỏng được giữ không đổi (phương pháp). Thu thập tới 3,1 J bằng chu trình Olson được mô tả trong Hình 2a, các vùng đẳng nhiệt ở 10°C và 125°C và các vùng đẳng trường ở 0 và 750 V (195 kV cm-1). Điều này tương ứng với mật độ năng lượng là 3,14 J cm-3. Sử dụng tổ hợp này, các phép đo đã được thực hiện trong các điều kiện khác nhau (Hình 2b). Lưu ý rằng 1,8 J đã thu được trong phạm vi nhiệt độ 80 °C và điện áp 600 V (155 kV cm-1). Điều này phù hợp với kết quả 65 mJ đã đề cập trước đó đối với PST MLC dày 1 mm trong cùng điều kiện (28 × 65 = 1820 mJ).
a, Thiết lập thử nghiệm một nguyên mẫu HARV1 đã lắp ráp dựa trên 28 mạch MLC PST dày 1 mm (4 hàng × 7 cột) chạy theo chu kỳ Olson. Đối với mỗi bước trong bốn chu kỳ, nhiệt độ và điện áp được cung cấp trong nguyên mẫu. Máy tính điều khiển một bơm nhu động tuần hoàn chất lỏng điện môi giữa bình chứa lạnh và nóng, hai van và một nguồn điện. Máy tính cũng sử dụng cặp nhiệt điện để thu thập dữ liệu về điện áp và dòng điện cung cấp cho nguyên mẫu và nhiệt độ của máy gặt đập liên hợp từ nguồn điện. b, Năng lượng (màu sắc) được thu thập bởi nguyên mẫu MLC 4x7 của chúng tôi so với phạm vi nhiệt độ (trục X) và điện áp (trục Y) trong các thí nghiệm khác nhau.
Phiên bản lớn hơn của máy gặt đập (HARV2) với 60 PST MLC dày 1 mm và 160 PST MLC dày 0,5 mm (41,7 g vật liệu nhiệt điện hoạt tính) cho ra 11,2 J (Ghi chú Bổ sung 8). Năm 1984, Olsen đã chế tạo một máy gặt đập năng lượng dựa trên 317 g hợp chất Pb(Zr,Ti)O3 pha tạp thiếc, có khả năng tạo ra 6,23 J điện ở nhiệt độ khoảng 150 °C (tham khảo 21). Đối với máy gặt đập này, đây là giá trị duy nhất khác có sẵn trong phạm vi joule. Nó đạt được hơn một nửa giá trị chúng tôi đạt được và chất lượng gần gấp bảy lần. Điều này có nghĩa là mật độ năng lượng của HARV2 cao hơn 13 lần.
Chu kỳ chu kỳ HARV1 là 57 giây. Điều này tạo ra 54 mW công suất với 4 hàng, mỗi hàng 7 cột bộ MLC dày 1 mm. Để tiến thêm một bước nữa, chúng tôi đã chế tạo tổ hợp thứ ba (HARV3) với MLC PST dày 0,5 mm và thiết lập tương tự như HARV1 và HARV2 (Ghi chú bổ sung 9). Chúng tôi đã đo thời gian nhiệt hóa là 12,5 giây. Điều này tương ứng với thời gian chu kỳ là 25 giây (Hình bổ sung 9). Năng lượng thu được (47 mJ) tạo ra công suất điện là 1,95 mW trên mỗi MLC, điều này cho phép chúng tôi hình dung rằng HARV2 tạo ra 0,55 W (khoảng 1,95 mW × 280 MLC PST dày 0,5 mm). Ngoài ra, chúng tôi đã mô phỏng quá trình truyền nhiệt bằng Mô phỏng phần tử hữu hạn (COMSOL, Ghi chú bổ sung 10 và Bảng bổ sung 2–4) tương ứng với các thí nghiệm HARV1. Mô hình phần tử hữu hạn giúp dự đoán giá trị công suất cao hơn gần một bậc độ lớn (430 mW) đối với cùng số cột PST bằng cách làm mỏng MLC xuống 0,2 mm, sử dụng nước làm chất làm mát và khôi phục ma trận thành 7 hàng. × 4 cột (ngoài ra còn có 960 mW khi thùng chứa nằm cạnh máy gặt đập liên hợp, Hình bổ sung 10b).
Để chứng minh tính hữu ích của bộ thu này, một chu trình Stirling đã được áp dụng cho một trình diễn độc lập chỉ bao gồm hai MLC PST dày 0,5 mm làm bộ thu nhiệt, một công tắc điện áp cao, một công tắc điện áp thấp có tụ điện lưu trữ, một bộ chuyển đổi DC/DC, một vi điều khiển công suất thấp, hai cặp nhiệt điện và bộ chuyển đổi tăng áp (Ghi chú bổ sung 11). Mạch yêu cầu tụ điện lưu trữ ban đầu được sạc ở mức 9V và sau đó chạy tự động trong khi nhiệt độ của hai MLC dao động từ -5°C đến 85°C, ở đây theo chu kỳ 160 giây (một số chu kỳ được hiển thị trong Ghi chú bổ sung 11). Đáng chú ý, hai MLC chỉ nặng 0,3g có thể tự động điều khiển hệ thống lớn này. Một tính năng thú vị khác là bộ chuyển đổi điện áp thấp có khả năng chuyển đổi 400V thành 10-15V với hiệu suất 79% (Ghi chú bổ sung 11 và Hình bổ sung 11.3).
Cuối cùng, chúng tôi đã đánh giá hiệu suất của các mô-đun MLC này trong việc chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng điện. Hệ số chất lượng η của hiệu suất được định nghĩa là tỷ số giữa mật độ năng lượng điện thu được Nd với mật độ nhiệt cung cấp Qin (Chú thích bổ sung 12):
Hình 3a, b cho thấy hiệu suất η và hiệu suất tỷ lệ ηr của chu trình Olsen, tương ứng, là một hàm của phạm vi nhiệt độ của PST MLC dày 0,5 mm. Cả hai tập dữ liệu đều được đưa ra cho trường điện 195 kV cm-1. Hiệu suất \(\this\) đạt 1,43%, tương đương với 18% của ηr. Tuy nhiên, đối với phạm vi nhiệt độ 10 K từ 25 °C đến 35 °C, ηr đạt giá trị lên tới 40% (đường cong màu xanh lam trong Hình 3b). Giá trị này gấp đôi giá trị đã biết đối với vật liệu NLP được ghi lại trong màng PMN-PT (ηr = 19%) trong phạm vi nhiệt độ 10 K và 300 kV cm-1 (Tham khảo 18). Phạm vi nhiệt độ dưới 10 K không được xem xét vì độ trễ nhiệt của PST MLC nằm trong khoảng từ 5 đến 8 K. Việc nhận biết tác động tích cực của quá trình chuyển pha lên hiệu suất là rất quan trọng. Trên thực tế, các giá trị tối ưu của η và ηr hầu như đều đạt được ở nhiệt độ ban đầu Ti = 25°C trong Hình 3a, b. Điều này là do sự chuyển pha gần khi không có trường nào được áp dụng và nhiệt độ Curie TC vào khoảng 20°C trong các MLC này (Ghi chú bổ sung 13).
a,b, hiệu suất η và hiệu suất tỷ lệ của chu trình Olson (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot}} đối với điện cực đại do trường 195 kV cm-1 và nhiệt độ ban đầu khác nhau Ti, }}\,\)(b) đối với MPC PST dày 0,5 mm, tùy thuộc vào khoảng nhiệt độ ΔTspan.
Quan sát sau có hai hàm ý quan trọng: (1) bất kỳ chu kỳ hiệu quả nào cũng phải bắt đầu ở nhiệt độ trên TC để xảy ra quá trình chuyển pha do trường cảm ứng (từ thuận điện sang sắt điện); (2) những vật liệu này hiệu quả hơn ở thời gian chạy gần TC. Mặc dù hiệu suất quy mô lớn được thể hiện trong các thí nghiệm của chúng tôi, nhưng phạm vi nhiệt độ hạn chế không cho phép chúng tôi đạt được hiệu suất tuyệt đối lớn do giới hạn Carnot (\(\Delta T/T\)). Tuy nhiên, hiệu suất tuyệt vời được chứng minh bởi các MLC PST này đã biện minh cho Olsen khi ông đề cập rằng “một động cơ nhiệt điện tái sinh loại 20 lý tưởng hoạt động ở nhiệt độ từ 50 °C đến 250 °C có thể có hiệu suất 30%”17. Để đạt được các giá trị này và kiểm tra khái niệm, sẽ hữu ích khi sử dụng PST pha tạp với các TC khác nhau, như Shebanov và Borman đã nghiên cứu. Họ đã chỉ ra rằng TC trong PST có thể thay đổi từ 3 °C (pha tạp Sb) đến 33 °C (pha tạp Ti) 22 . Do đó, chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng các máy tái tạo nhiệt điện thế hệ tiếp theo dựa trên MLC PST pha tạp hoặc các vật liệu khác có chuyển pha bậc nhất mạnh có thể cạnh tranh với các máy thu điện tốt nhất.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã khảo sát các MLC được chế tạo từ PST. Các thiết bị này bao gồm một loạt các điện cực Pt và PST, trong đó một số tụ điện được kết nối song song. PST được chọn vì nó là một vật liệu EC tuyệt vời và do đó là một vật liệu NLP tiềm năng tuyệt vời. Nó thể hiện sự chuyển pha sắt điện-thuận điện bậc nhất rõ nét ở khoảng 20 °C, cho thấy những thay đổi về entropy của nó tương tự như những thay đổi được thể hiện trong Hình 1. Các MLC tương tự đã được mô tả đầy đủ cho các thiết bị EC13,14. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng các MLC 10,4 × 7,2 × 1 mm³ và 10,4 × 7,2 × 0,5 mm³. Các MLC có độ dày 1 mm và 0,5 mm được chế tạo từ 19 và 9 lớp PST có độ dày lần lượt là 38,6 µm. Trong cả hai trường hợp, lớp PST bên trong được đặt giữa các điện cực bạch kim dày 2,05 µm. Thiết kế của các MLC này giả định rằng 55% PST hoạt động, tương ứng với phần nằm giữa các điện cực (Ghi chú Bổ sung 1). Diện tích điện cực hoạt động là 48,7 mm2 (Bảng Bổ sung 5). MLC PST được chế tạo bằng phương pháp phản ứng pha rắn và đúc. Chi tiết về quy trình chế tạo đã được mô tả trong bài viết trước14. Một trong những điểm khác biệt giữa PST MLC và bài viết trước là thứ tự các vị trí B, ảnh hưởng lớn đến hiệu suất EC trong PST. Thứ tự các vị trí B của PST MLC là 0,75 (Ghi chú Bổ sung 2) thu được bằng cách thiêu kết ở 1400°C sau đó ủ hàng trăm giờ ở 1000°C. Để biết thêm thông tin về PST MLC, xem Ghi chú Bổ sung 1-3 và Bảng Bổ sung 5.
Khái niệm chính của nghiên cứu này dựa trên chu trình Olson (Hình 1). Đối với chu trình như vậy, chúng ta cần một bình chứa nóng và lạnh và một nguồn điện có khả năng giám sát và kiểm soát điện áp và dòng điện trong các mô-đun MLC khác nhau. Các chu trình trực tiếp này sử dụng hai cấu hình khác nhau, cụ thể là (1) Các mô-đun Linkam làm nóng và làm mát một MLC được kết nối với nguồn điện Keithley 2410 và (2) ba nguyên mẫu (HARV1, HARV2 và HARV3) song song với cùng một nguồn năng lượng. Trong trường hợp sau, một chất lỏng điện môi (dầu silicon có độ nhớt 5 cP ở 25°C, mua từ Sigma Aldrich) được sử dụng để trao đổi nhiệt giữa hai bình chứa (nóng và lạnh) và MLC. Bình chứa nhiệt bao gồm một bình thủy tinh chứa đầy chất lỏng điện môi và được đặt trên đỉnh của tấm nhiệt. Kho lạnh bao gồm một bể nước có các ống chất lỏng chứa chất lỏng điện môi trong một thùng nhựa lớn chứa đầy nước và đá. Hai van kẹp ba chiều (mua từ Bio-Chem Fluidics) được đặt ở mỗi đầu của máy gặt đập liên hợp để chuyển đổi chất lỏng từ bể chứa này sang bể chứa khác một cách chính xác (Hình 2a). Để đảm bảo cân bằng nhiệt giữa cụm PST-MLC và chất làm mát, chu kỳ được kéo dài cho đến khi cặp nhiệt điện đầu vào và đầu ra (càng gần cụm PST-MLC càng tốt) hiển thị cùng nhiệt độ. Tập lệnh Python quản lý và đồng bộ hóa tất cả các thiết bị (đồng hồ đo nguồn, bơm, van và cặp nhiệt điện) để chạy đúng chu trình Olson, tức là vòng tuần hoàn chất làm mát bắt đầu tuần hoàn qua cụm PST sau khi đồng hồ đo nguồn được sạc để chúng nóng lên ở điện áp mong muốn được áp dụng cho chu trình Olson đã cho.
Ngoài ra, chúng tôi đã xác nhận các phép đo trực tiếp năng lượng thu thập được này bằng các phương pháp gián tiếp. Các phương pháp gián tiếp này dựa trên các vòng lặp trường điện dịch chuyển (D) – trường điện (E) được thu thập ở các nhiệt độ khác nhau, và bằng cách tính diện tích giữa hai vòng DE, người ta có thể ước tính chính xác lượng năng lượng có thể thu thập được, như thể hiện trong hình 2.1b. Các vòng DE này cũng được thu thập bằng máy đo nguồn Keithley.
Hai mươi tám PST MLC dày 1 mm được lắp ráp theo cấu trúc tấm song song 4 hàng, 7 cột theo thiết kế được mô tả trong tài liệu tham khảo. 14. Khoảng cách chất lỏng giữa các hàng PST-MLC là 0,75 mm. Điều này đạt được bằng cách thêm các dải băng dính hai mặt làm miếng đệm chất lỏng xung quanh các cạnh của PST MLC. PST MLC được kết nối điện song song với cầu nối epoxy bạc tiếp xúc với các dây dẫn điện cực. Sau đó, các dây được dán bằng nhựa epoxy bạc vào mỗi bên của các đầu cực điện cực để kết nối với nguồn điện. Cuối cùng, đưa toàn bộ cấu trúc vào ống polyolefin. Ống này được dán vào ống chất lỏng để đảm bảo bịt kín đúng cách. Cuối cùng, các cặp nhiệt điện loại K dày 0,25 mm được tích hợp vào mỗi đầu của cấu trúc PST-MLC để theo dõi nhiệt độ chất lỏng đầu vào và đầu ra. Để làm điều này, trước tiên ống phải được đục lỗ. Sau khi lắp đặt cặp nhiệt điện, hãy bôi cùng loại keo dán như trước giữa ống nhiệt điện và dây để khôi phục độ kín.
Tám nguyên mẫu riêng biệt đã được chế tạo, bốn trong số đó có 40 PST MLC dày 0,5 mm được phân bổ thành các tấm song song với 5 cột và 8 hàng, và bốn nguyên mẫu còn lại có 15 PST MLC dày 1 mm mỗi cái. trong cấu trúc tấm song song 3 cột × 5 hàng. Tổng số PST MLC được sử dụng là 220 (160 PST dày 0,5 mm và 60 PST MLC dày 1 mm). Chúng tôi gọi hai tiểu đơn vị này là HARV2_160 và HARV2_60. Khe hở chất lỏng trong nguyên mẫu HARV2_160 bao gồm hai băng keo hai mặt dày 0,25 mm với một sợi dây dày 0,25 mm ở giữa chúng. Đối với nguyên mẫu HARV2_60, chúng tôi lặp lại quy trình tương tự, nhưng sử dụng sợi dây dày 0,38 mm. Để đảm bảo tính đối xứng, HARV2_160 và HARV2_60 có mạch lưu chất, bơm, van và mặt lạnh riêng (Ghi chú Bổ sung 8). Hai đơn vị HARV2 dùng chung một bình chứa nhiệt, một bình chứa 3 lít (kích thước 30 cm x 20 cm x 5 cm) trên hai tấm gia nhiệt có nam châm quay. Cả tám nguyên mẫu riêng lẻ đều được kết nối điện song song. Các tiểu đơn vị HARV2_160 và HARV2_60 hoạt động đồng thời trong chu trình Olson, tạo ra năng lượng thu được là 11,2 J.
Đặt ống PST MLC dày 0,5mm vào ống polyolefin bằng băng dính hai mặt và dây thép ở cả hai đầu để tạo khoảng trống cho chất lỏng chảy qua. Do kích thước nhỏ, nguyên mẫu được đặt cạnh van bình chứa nóng hoặc lạnh, giúp giảm thiểu thời gian chu kỳ.
Trong PST MLC, một điện trường không đổi được áp dụng bằng cách áp dụng một điện áp không đổi cho nhánh gia nhiệt. Kết quả là, một dòng điện nhiệt âm được tạo ra và năng lượng được lưu trữ. Sau khi làm nóng PST MLC, trường được loại bỏ (V = 0) và năng lượng được lưu trữ trong đó được trả lại cho bộ đếm nguồn, tương ứng với một đóng góp nữa của năng lượng thu được. Cuối cùng, với điện áp V = 0 được áp dụng, các PST MLC được làm mát đến nhiệt độ ban đầu để chu kỳ có thể bắt đầu lại. Ở giai đoạn này, năng lượng không được thu thập. Chúng tôi đã chạy chu trình Olsen bằng cách sử dụng Keithley 2410 SourceMeter, sạc PST MLC từ nguồn điện áp và đặt dòng điện phù hợp với giá trị thích hợp để đủ điểm được thu thập trong giai đoạn sạc để tính toán năng lượng đáng tin cậy.
Trong chu trình Stirling, PST MLC được sạc ở chế độ nguồn điện áp tại giá trị điện trường ban đầu (điện áp ban đầu Vi > 0), dòng điện tuân thủ mong muốn để bước sạc mất khoảng 1 giây (và thu thập đủ điểm để tính toán năng lượng một cách đáng tin cậy) và nhiệt độ lạnh. Trong chu trình Stirling, PST MLC được sạc ở chế độ nguồn điện áp tại giá trị điện trường ban đầu (điện áp ban đầu Vi > 0), dòng điện tuân thủ mong muốn để bước sạc mất khoảng 1 giây (và thu thập đủ điểm để tính toán năng lượng một cách đáng tin cậy) và nhiệt độ lạnh. В циклах Стирлинга PST MLC Công ty đã cung cấp cho bạn một số thông tin về công việc của bạn электрического поля (начальное напряжение Vi > 0), Nếu bạn có một khoản vay nhỏ, bạn sẽ có một khoản tiền lớn hơn 1 с (và набирается достаточное количество точек для надежного расчета энергия) và холодная температура. Trong các chu trình Stirling PST MLC, chúng được sạc ở chế độ nguồn điện áp tại giá trị ban đầu của điện trường (điện áp ban đầu Vi > 0), dòng điện năng suất mong muốn, do đó giai đoạn sạc mất khoảng 1 giây (và thu thập đủ số điểm để tính toán năng lượng đáng tin cậy) và nhiệt độ lạnh.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。 Trong chu trình chính, PST MLC được sạc ở giá trị điện trường ban đầu (điện áp ban đầu Vi > 0) ở chế độ nguồn điện áp, do đó dòng điện tuân thủ cần thiết mất khoảng 1 giây cho bước sạc (và chúng tôi đã thu thập đủ điểm để tính toán (năng lượng) và nhiệt độ thấp một cách đáng tin cậy. В цикле Стирлинга PST MLC là một trong những công cụ hỗ trợ tốt nhất cho các nhà cung cấp dịch vụ của bạn. поля (начальное напряжение Vi > 0), требуемый ток податливости таков, что этап зарядки занимает около 1 с (và набирается достаточное количество точек, чтобы надежно рассчитать энергию) và низкие температуры. Trong chu trình Stirling, PST MLC được sạc ở chế độ nguồn điện áp với giá trị ban đầu của điện trường (điện áp ban đầu Vi > 0), dòng điện tuân thủ cần thiết sao cho giai đoạn sạc mất khoảng 1 giây (và thu thập đủ số điểm để tính toán năng lượng một cách đáng tin cậy) và nhiệt độ thấp.Trước khi PST MLC nóng lên, hãy mở mạch bằng cách áp dụng dòng điện phù hợp I = 0 mA (dòng điện phù hợp tối thiểu mà nguồn đo của chúng ta có thể xử lý là 10 nA). Kết quả là, một điện tích vẫn còn trong PST của MJK và điện áp tăng lên khi mẫu nóng lên. Không có năng lượng nào được thu thập trong arm BC vì I = 0 mA. Sau khi đạt đến nhiệt độ cao, điện áp trong MLT FT tăng lên (trong một số trường hợp tăng hơn 30 lần, xem thêm hình 7.2), MLK FT được xả (V = 0) và năng lượng điện được lưu trữ trong chúng giống như khi chúng là điện tích ban đầu. Dòng điện tương ứng tương tự được trả về nguồn đo. Do sự tăng điện áp, năng lượng được lưu trữ ở nhiệt độ cao cao hơn năng lượng được cung cấp ở đầu chu kỳ. Do đó, năng lượng thu được bằng cách chuyển đổi nhiệt thành điện.
Chúng tôi đã sử dụng Keithley 2410 SourceMeter để theo dõi điện áp và dòng điện được cấp cho PST MLC. Năng lượng tương ứng được tính bằng cách tích phân tích số điện áp và dòng điện được đo bởi đồng hồ đo nguồn Keithley, \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\left(t\right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\), trong đó τ là chu kỳ của chu kỳ. Trên đường cong năng lượng của chúng tôi, các giá trị năng lượng dương có nghĩa là năng lượng chúng ta phải cung cấp cho MLC PST, và các giá trị âm có nghĩa là năng lượng chúng ta trích xuất từ ​​chúng và do đó là năng lượng nhận được. Công suất tương đối cho một chu kỳ thu thập nhất định được xác định bằng cách chia năng lượng thu thập được cho chu kỳ τ của toàn bộ chu kỳ.
Tất cả dữ liệu được trình bày trong văn bản chính hoặc thông tin bổ sung. Thư từ và yêu cầu cung cấp tài liệu nên được gửi đến nguồn dữ liệu AT hoặc ED được cung cấp kèm theo bài viết này.
Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC Đánh giá về sự phát triển và ứng dụng của máy phát điện nhiệt điện nhỏ để thu năng lượng. Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC Đánh giá về sự phát triển và ứng dụng của máy phát điện nhiệt điện nhỏ để thu năng lượng.Ando Junior, Ohio, Maran, ALO và Henao, NC Tổng quan về sự phát triển và ứng dụng của máy phát điện nhiệt điện nhỏ để thu năng lượng. 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, NCAndo Junior, Ohio, Maran, ALO và Henao, NC đang xem xét việc phát triển và ứng dụng máy phát điện siêu nhỏ nhiệt điện để thu năng lượng.sơ yếu lý lịch. hỗ trợ. Energy Rev. 91, 376–393 (2018).
Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Vật liệu quang điện: hiệu suất hiện tại và những thách thức trong tương lai. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Vật liệu quang điện: hiệu suất hiện tại và những thách thức trong tương lai.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. và Sinke, VK Vật liệu quang điện: hiệu suất hiện tại và những thách thức trong tương lai. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Địa chỉ:目前的效率和未来的挑战。 Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Vật liệu năng lượng mặt trời: hiệu quả hiện tại và những thách thức trong tương lai.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. và Sinke, VK Vật liệu quang điện: hiệu suất hiện tại và những thách thức trong tương lai.Khoa học 352, aad4424 (2016).
Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Hiệu ứng nhiệt áp điện kết hợp để cảm biến nhiệt độ và áp suất đồng thời tự cấp nguồn. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Hiệu ứng nhiệt áp điện kết hợp để cảm biến nhiệt độ và áp suất đồng thời tự cấp nguồn.Song K., Zhao R., Wang ZL và Yan Yu. Hiệu ứng nhiệt áp điện kết hợp để đo nhiệt độ và áp suất đồng thời tự động. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. 用于自供电同时温度和压力传感的联合热压电效应。 Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Để tự cung cấp năng lượng đồng thời với nhiệt độ và áp suất.Song K., Zhao R., Wang ZL và Yan Yu. Hiệu ứng nhiệt áp điện kết hợp để đo nhiệt độ và áp suất đồng thời một cách tự động.Lời tựa. alma mater 31, 1902831 (2019).
Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Thu hoạch năng lượng dựa trên chu trình nhiệt điện Ericsson trong gốm sắt điện giãn nở. Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Thu hoạch năng lượng dựa trên chu trình nhiệt điện Ericsson trong gốm sắt điện giãn nở.Sebald G., Prouvost S. và Guyomar D. Thu hoạch năng lượng dựa trên chu trình Ericsson nhiệt điện trong gốm sắt điện hoặc giãn nở.Sebald G., Prouvost S. và Guyomar D. Thu năng lượng trong gốm sắt điện relaxor dựa trên chu trình nhiệt điện Ericsson. Smart alma mater. cấu trúc. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Vật liệu nhiệt điện và điện nhiệt thế hệ tiếp theo để chuyển đổi năng lượng nhiệt điện trạng thái rắn. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Vật liệu nhiệt điện và điện nhiệt thế hệ tiếp theo để chuyển đổi năng lượng nhiệt điện trạng thái rắn. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Các công cụ hỗ trợ và hỗ trợ tài chính cho người dùng взаимного người bán hàng đó là một điều tuyệt vời. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Vật liệu nhiệt điện và điện nhiệt thế hệ tiếp theo để chuyển đổi năng lượng nhiệt điện trạng thái rắn. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Các công cụ hỗ trợ và hỗ trợ tài chính cho người dùng взаимного người bán hàng đó là một điều tuyệt vời. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Vật liệu nhiệt điện và điện nhiệt thế hệ tiếp theo để chuyển đổi năng lượng nhiệt điện trạng thái rắn.Bà Bull. 39, 1099–1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Tiêu chuẩn và giá trị điển hình để định lượng hiệu suất của máy phát điện nano nhiệt điện. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Tiêu chuẩn và giá trị điển hình để định lượng hiệu suất của máy phát điện nano nhiệt điện.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL và Yang, Yu. Điểm chuẩn và chất lượng để định lượng hiệu suất của máy phát điện nano nhiệt điện. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. 用于量化热释电纳米发电机性能的标准和品质因数。 Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL và Yang, Yu. Tiêu chí và biện pháp hiệu suất để định lượng hiệu suất của máy phát điện nano nhiệt điện.Năng lượng Nano 55, 534–540 (2019).
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Chu trình làm mát bằng điện nhiệt trong tantalat chì scandium với quá trình tái sinh thực sự thông qua biến đổi trường. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Chu trình làm mát bằng điện nhiệt trong tantalat chì scandium với quá trình tái sinh thực sự thông qua biến đổi trường.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. và Mathur, ND Chu trình làm mát bằng điện nhiệt trong tantalat chì-scandium với khả năng tái sinh thực sự bằng phương pháp biến đổi tại chỗ. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. Tantali kim loại tantaliCrossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. và Mathur, ND Chu trình làm mát bằng nhiệt điện của tantalat scandium-chì để tái sinh thực sự thông qua đảo ngược trường.Vật lý Rev. X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Vật liệu caloric gần chuyển pha ferroic. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Vật liệu caloric gần chuyển pha ferroic.Moya, X., Kar-Narayan, S. và Mathur, ND Vật liệu calo gần chuyển pha sắt. 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 Vật liệu nhiệt gần luyện kim đen.Moya, X., Kar-Narayan, S. và Mathur, ND Vật liệu nhiệt gần các chuyển đổi pha sắt.Nat. trường cũ 13, 439–450 (2014).
Moya, X. & Mathur, ND Vật liệu nhiệt để làm mát và sưởi ấm. Moya, X. & Mathur, ND Vật liệu nhiệt để làm mát và sưởi ấm.Moya, X. và Mathur, ND Vật liệu nhiệt để làm mát và sưởi ấm. Moya, X. & Mathur, ND. Moya, X. & Mathur, ND Vật liệu nhiệt để làm mát và sưởi ấm.Moya X. và Mathur ND Vật liệu nhiệt để làm mát và sưởi ấm.Khoa học 370, 797–803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Máy làm mát bằng điện: đánh giá. Torelló, A. & Defay, E. Máy làm mát bằng điện: đánh giá.Torello, A. và Defay, E. Máy làm lạnh điện nhiệt: một bài đánh giá. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器:评论。 Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器:评论。Torello, A. và Defay, E. Máy làm mát điện nhiệt: một bài đánh giá.Nâng cao. điện tử. alma mater. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. et al. Hiệu suất năng lượng khổng lồ của vật liệu điện nhiệt trong scandi-scandi-chì có trật tự cao. Thông báo quốc gia. 12, 3298 (2021).
Nair, B. và cộng sự. Hiệu ứng điện nhiệt của tụ điện nhiều lớp oxit rất lớn trong phạm vi nhiệt độ rộng. Nature 575, 468–472 (2019).
Torello, A. và cộng sự. Phạm vi nhiệt độ lớn trong các thiết bị tái tạo nhiệt điện. Science 370, 125–129 (2020).
Wang, Y. và cộng sự. Hệ thống làm mát nhiệt điện thể rắn hiệu suất cao. Khoa học 370, 129–133 (2020).
Meng, Y. et al. Thiết bị làm mát nhiệt điện tầng cho nhiệt độ tăng cao. Năng lượng Quốc gia 5, 996–1002 (2020).
Olsen, RB & Brown, DD Đo lường nhiệt điện liên quan đến chuyển đổi trực tiếp năng lượng nhiệt thành điện năng hiệu quả cao. Olsen, RB & Brown, DD Đo lường nhiệt điện liên quan đến chuyển đổi trực tiếp năng lượng nhiệt thành điện năng hiệu suất cao.Olsen, RB và Brown, DD Chuyển đổi trực tiếp nhiệt thành năng lượng điện có hiệu suất cao liên quan đến phép đo nhiệt điện. Olsen, RB & Brown, DD Olsen, RB & Brown, DDOlsen, RB và Brown, DD Chuyển đổi trực tiếp nhiệt thành điện hiệu quả liên quan đến phép đo nhiệt điện.Điện môi 40, 17–27 (1982).
Pandya, S. et al. Mật độ năng lượng và công suất trong màng sắt điện mỏng. Viện nghiên cứu quốc gia. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
Smith, AN & Hanrahan, BM Chuyển đổi nhiệt điện tầng: tối ưu hóa quá trình chuyển pha sắt điện và tổn thất điện. Smith, AN & Hanrahan, BM Chuyển đổi nhiệt điện tầng: tối ưu hóa quá trình chuyển pha sắt điện và tổn thất điện.Smith, AN và Hanrahan, BM Chuyển đổi nhiệt điện tầng: chuyển pha sắt điện và tối ưu hóa tổn thất điện. Smith, AN & Hanrahan, BM 级联热释电转换:优化铁电相变和电损耗。 Smith, AN & Hanrahan, BMSmith, AN và Hanrahan, BM Chuyển đổi nhiệt điện tầng: tối ưu hóa quá trình chuyển pha sắt điện và tổn thất điện.J. Ứng dụng. Vật lý. 128, 24103 (2020).
Hoch, SR Việc sử dụng vật liệu sắt điện để chuyển đổi năng lượng nhiệt thành điện. quy trình. IEEE 51, 838–845 (1963).
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Bộ chuyển đổi năng lượng nhiệt điện tầng. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Bộ chuyển đổi năng lượng nhiệt điện tầng.Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM và Dullea, J. Bộ chuyển đổi điện nhiệt điện tầng. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. 级联热释电能量转换器。 Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. 级联热释电能量转换器。Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM và Dullea, J. Bộ chuyển đổi điện nhiệt điện tầng.Điện môi 59, 205–219 (1984).
Shebanov, L. & Borman, K. Về dung dịch rắn tantalat chì-scandium có tác dụng nhiệt điện cao. Shebanov, L. & Borman, K. Về dung dịch rắn tantalat chì-scandium có tác dụng nhiệt điện cao.Shebanov L. và Borman K. Về dung dịch rắn của chì-scandium tantalate có tác dụng điện nhiệt cao. Shebanov, L. & Borman, K. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体。 Shebanov, L. & Borman, K.Shebanov L. và Borman K. Về dung dịch rắn scandi-chì-scandi có hiệu ứng điện nhiệt cao.Điện môi 127, 143–148 (1992).
Chúng tôi xin cảm ơn N. Furusawa, Y. Inoue và K. Honda đã giúp đỡ chúng tôi tạo ra MLC. PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB và ED Xin cảm ơn Quỹ nghiên cứu quốc gia Luxembourg (FNR) đã hỗ trợ công trình này thông qua CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay- Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay và BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay.
Khoa Nghiên cứu và Công nghệ Vật liệu, Viện Công nghệ Luxembourg (LIST), Belvoir, Luxembourg