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 xuất phát 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 sự thay đổi nhiệt độ định kỳ được coi là cảm biến4 và thiết bị thu năng lượng5,6,7. Ở đây, chúng tôi đã phát triển một thiết bị thu năng lượng nhiệt vĩ mô dưới dạng tụ điện đa lớp được làm từ 42 gam chì scandium tantalat, tạo ra 11,2 J năng lượng điện trên mỗi chu kỳ nhiệt động. Mỗi mô-đun nhiệt điện có thể tạo ra mật độ năng lượng điện lên đến 4,43 J cm-3 mỗi chu kỳ. Chúng tôi cũng chỉ ra rằng hai mô-đun như vậy, nặng 0,3 g, là đủ để liên tục cung cấp năng lượng cho các thiết bị thu năng lượng tự động với bộ vi điều khiển nhúng và cảm biến nhiệt độ. Cuối cùng, chúng tôi chứng minh rằng trong phạm vi nhiệt độ 10 K, các tụ điện đa lớp này có thể đạt hiệu suất Carnot 40%. Những đặc tính này là do (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 thiết bị thu năng lượng nhiệt điện vĩ mô, có thể mở rộng và hiệu quả này đang định hình lại việc tạo ra năng lượng nhiệt điện.
So với gradient nhiệt độ không gian cần thiết cho vật liệu nhiệt điện, việc thu năng lượng từ vật liệu nhiệt điện đòi hỏi sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian. Điều này có nghĩa là một chu trình nhiệt động học, được mô tả tốt nhất bằng giản đồ entropy (S)-nhiệt độ (T). Hình 1a cho thấy một giản đồ ST điển hình của vật liệu nhiệt điện phi tuyến tính (NLP) thể hiện sự chuyển pha sắt điện-para điện do điện trường điều khiển trong scandium chì tantalat (PST). Các phần màu xanh lam và xanh lục của chu trình trên giản 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 với cùng sự thay đổi điện trường (bật và tắt điện trường) và sự thay đổi nhiệt độ ΔT, mặc dù với 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 giản đồ ST, diện tích càng lớn thì năng lượng thu được càng nhiều. Do đó, sự chuyển pha phải thu được nhiều năng lượng hơn. Nhu cầu về chu kỳ diện tích lớn trong NLP rất giống với nhu cầu đối với các ứng dụng điện nhiệt9, 10, 11, 12, nơi các tụ điện đa lớp PST (MLC) và các terpolyme dựa trên PVDF gần đây đã cho thấy hiệu suất làm mát ngược tuyệt vời trong chu kỳ 13,14,15,16. Do đó, chúng tôi đã xác định được các MLC PST có tiềm năng ứng dụng trong thu hoạch năng lượng nhiệt. Các mẫu này đã được mô tả đầy đủ trong phần phương pháp và được đặc trưng trong các ghi chú bổ sung 1 (kính hiển vi điện tử quét), 2 (nhiễu xạ tia X) và 3 (nhiệt lượng kế).
a, Sơ đồ đồ thị entropy (S)-nhiệt độ (T) với điện trường bật và tắt được áp dụng cho vật liệu NLP thể hiện sự chuyển pha. Hai chu kỳ thu thập năng lượng được hiển thị trong hai vùng nhiệt độ khác nhau. Các chu kỳ màu xanh lam và xanh lục lần lượt xảy ra bên trong và bên ngoài vùng chuyển pha, và kết thúc ở các vùng rất khác nhau trên 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 kỳ Olsen tương ứng. Các chữ cái ABCD đề cập đến các trạng thái khác nhau trong chu kỳ Olsen. 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 điện 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 thu được trong một chu kỳ. c, bảng trên, điện áp (màu đen) và dòng điện (màu đỏ) theo thời gian, được theo dõi trong cùng chu trình Olson như hình b. Hai hình chèn thể hiện sự khuếch đại của điện áp và dòng điện tại các điểm quan trọng trong chu trình. Ở bảng dưới, các đường cong màu vàng và xanh lá cây lần lượt thể hiện 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. Năng lượng âm tương ứng với năng lượng thu được. Các bước tương ứng với các chữ cái viết 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 điện trường và điện trường dịch chuyển. Nd có thể thu được một cách 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.
Hình 1b thể hiện hai vòng lặp DE đơn cực của các 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 toán gián tiếp năng lượng thu được bởi chu trình Olson được thể hiện trong Hình 1a. Trên thực tế, chu trình Olson bao gồm hai nhánh đẳng trường (ở đây, điện trường bằng 0 trong nhánh DA và 155 kV cm-1 trong nhánh BC) và hai nhánh đẳng nhiệt (ở đây, 20°C và 20°C trong nhánh AB). Năng lượng thu được trong chu trình tương ứng với các vùng màu cam và màu xanh lam (tích phân EdD). Năng lượng thu được Nd là hiệu số giữa năng lượng đầu vào và đầu ra, tức là chỉ vùng màu cam trong hình 1b. Chu trình Olson cụ thể này cho 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). Vì 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% so với khả năng thu năng lượng của chu trình Olson, nhưng thiết bị thu năng lượng đơn giản vẫn thực hiện được.
Ngoài ra, chúng tôi đã đo trực tiếp năng lượng thu được trong chu trình Olson bằng cách cấp năng lượng cho PST MLC sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ Linkam và máy đo nguồn (phương pháp). Hình 1c ở trên cùng và trong các hình nhỏ tương ứng cho thấy dòng điện (màu đỏ) và điện áp (màu đen) thu được trên cùng một PST MLC dày 1 mm như đối với vòng lặp DE trải qua cùng một chu trình Olson. Dòng điện và điện áp cho phép tính toán năng lượng thu được, và các đường cong được hiển thị trong hình 1c, phía dưới (màu xanh lá cây) và nhiệt độ (màu vàng) trong suốt chu trình. Các chữ cái ABCD đại diện cho cùng một chu trình Olson trong Hình 1. Quá trình sạc MLC diễn ra trong nhánh AB và được thực hiện ở dòng điện thấp (200 µA), do đó SourceMeter có thể điều khiển quá trình sạc một cách chính xác. 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 điện thế phi tuyến tính D PST (Hình 1c, hình nhỏ phía trên). 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 giữ ở mức 600 V. Sau 40 giây, khi nhiệt độ đạt đến mức ổn định 90 °C, dòng điện này được bù trừ, mặc dù mẫu bậc thang tạo ra công suất điện 35 mJ trong suốt quá trình đẳng điện này (hình nhỏ thứ hai trong Hình 1c, trên cùng). Điện áp trên MLC (nhánh CD) sau đó được giảm xuống, dẫn đến công điện bổ sung là 60 mJ. Tổng năng lượng đầu ra là 95 mJ. Năng lượng thu được là hiệu số giữa năng lượng đầu vào và đầu ra, tức là 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. Tính khả thi của chu trình Olson này đã được kiểm tra rộng rãi (Ghi chú bổ sung 4). Bằng cách tăng thêm điện áp và nhiệt độ, chúng tôi đã đạt được 4,43 J cm-3 bằng cách sử dụng chu trình Olsen trong MLC PST 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 gấp bốn lần hiệu suất tốt nhất được báo cáo trong tài liệu đối với chu trình Olsen trực tiếp và đạt được trên màng mỏng Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1,06 J cm-3)18 (cm. Xem Bảng bổ sung 1 để biết thêm các giá trị trong tài liệu). Hiệu suất này đạt được là nhờ dòng rò rất 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 et al.19 đề cập — 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 rất 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 et al.19 đề cập — 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 tính này đạt được là nhờ dòng rò 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 et al. 19 đề cập – 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 Tôi và anh ấy. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики. Do dòng rò 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 et al. 19 đề cập – 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.
Các điều kiện tương tự (600 V, 20–90 °C) được áp dụng cho chu trình Stirling (Ghi chú bổ sung 7). Đúng như dự đoán từ kết quả của chu trình DE, hiệu suất đạt 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 quan sát thấy mức tăng điện áp lên đến 39 (từ điện áp ban đầu 15 V đến điện áp cuối cùng 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 nguyên mẫu máy thu năng lượng (HARV1) sử dụng 28 MLC PST dày 1 mm, theo cùng thiết kế tấm song song được mô tả bởi Torello et al.14, trong ma trận 7×4 như thể hiện trong Hình. Chất lỏng điện môi mang nhiệt trong ống dẫn 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 cách sử dụng chu trình Olson được mô tả trong hình 2a, các vùng đẳng nhiệt ở 10°C và 125°C và các vùng đẳng điện 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 thiết bị kết hợp này, các phép đo đã được thực hiện trong các điều kiện khác nhau (Hình 2b). Lưu ý rằng giá trị 1,8 J thu được trong phạm vi nhiệt độ 80 °C và điện áp 600 V (155 kV cm-1). Điều này hoàn toàn phù hợp với giá trị 65 mJ đã đề cập trước đó đối với PST MLC dày 1 mm trong cùng điều kiện (28 × 65 = 1820 mJ).
a, Sơ đồ thiết lập thí nghiệm của nguyên mẫu HARV1 đã lắp ráp dựa trên 28 tấm MLC PST dày 1 mm (4 hàng × 7 cột) hoạt động theo chu trình Olson. Đối với mỗi bước trong bốn bước của chu trình, 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 các bể chứa lạnh và nóng, hai van và một nguồn điện. Máy tính cũng sử dụng các cặp nhiệt điện để thu thập dữ liệu về điện áp và dòng điện cung cấp cho nguyên mẫu và nhiệt độ của hệ thống kết hợp từ nguồn điện. b, Năng lượng (màu) được thu thập bởi nguyên mẫu MLC 4×7 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 thu năng lượng (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 thu năng lượng dựa trên 317 g hợp chất Pb(Zr,Ti)O3 pha thiếc có khả năng tạo ra 6,23 J điện năng ở nhiệt độ khoảng 150 °C (tham khảo 21). Đối với máy kết hợp này, đây là giá trị duy nhất khác có sẵn trong phạm vi joule. Nó đạt được hơn một nửa giá trị mà 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 hoạt động của HARV1 là 57 giây. Chu kỳ này tạo ra công suất 54 mW với 4 hàng, 7 cột, mỗi hàng gồm các tấm MLC dày 1 mm. Để tiến thêm một bước nữa, chúng tôi đã chế tạo một tổ hợp thứ ba (HARV3) với tấm MLC PST dày 0,5 mm và thiết lập tương tự như HARV1 và HARV2 (Ghi chú bổ sung 9). Chúng tôi đã đo được thời gian cân bằng nhiệt 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 tấm MLC, từ đó cho phép chúng ta hình dung rằng HARV2 tạo ra 0,55 W (xấp xỉ 1,95 mW × 280 tấm MLC PST dày 0,5 mm). Ngoài ra, chúng tôi đã mô phỏng quá trình truyền nhiệt bằng phần mềm 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 cho phép dự đoán các giá trị công suất cao hơn gần một bậc độ lớn (430 mW) đối với cùng số lượng 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 bể chứa nằm cạnh máy gặt đập liên hợp, Hình bổ sung 10b).
Để chứng minh tính hữu ích của bộ thu nhiệt này, một chu trình Stirling đã được áp dụng cho một hệ thống trình diễn độc lập chỉ bao gồm hai tấm MLC PST dày 0,5 mm làm bộ thu nhiệt, một công tắc điện áp cao, một công tắc điện áp thấp với tụ điện tích trữ, một bộ chuyển đổi DC/DC, một bộ vi điều khiển công suất thấp, hai cặp nhiệt điện và bộ chuyển đổi tăng áp (Phụ lục 11). Mạch yêu cầu tụ điện tích trữ được nạp điện ban đầu ở mức 9V và sau đó hoạt động tự động trong khi nhiệt độ của hai tấm MLC dao động từ -5°C đến 85°C, ở đây theo chu kỳ 160 giây (một số chu kỳ được thể hiện trong Phụ lục 11). Đáng chú ý, hai tấm 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% (Phụ lục 11 và Hình bổ sung 11.3).
Cuối cùng, chúng tôi đã đánh giá hiệu quả của các mô-đun MLC này trong việc chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng điện. Hệ số chất lượng η của hiệu quả được định nghĩa là tỷ lệ giữa mật độ năng lượng điện thu được Nd và mật độ nhiệt cung cấp Qin (Ghi chú bổ sung 12):
Hình 3a,b lần lượt cho thấy hiệu suất η và hiệu suất tỷ lệ ηr của chu trình Olsen, là hàm của phạm vi nhiệt độ của MLC PST dày 0,5 mm. Cả hai bộ dữ liệu đều được đưa ra cho điện trường 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 đến 40% (đường cong màu xanh lam trong Hình 3b). Con số này gấp đôi giá trị đã biết đối với vật liệu NLP được ghi nhận trong màng PMN-PT (ηr = 19%) trong phạm vi nhiệt độ 10 K và 300 kV cm-1 (Tham khảo 18). Các phạm vi nhiệt độ dưới 10 K không được xem xét vì hiện tượng trễ nhiệt của MLC PST nằm trong khoảng từ 5 đến 8 K. Việc nhận biết tác động tích cực của các chuyển pha lên hiệu suất là rất quan trọng. Trên thực tế, hầu hết các giá trị tối ưu của η và ηr đều đạt được ở nhiệt độ ban đầu Ti = 25°C trong Hình 3a,b. Điều này là do quá trình chuyển pha gần xảy ra khi không có điện trường tác 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)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot}} đối với điện trường tối đa 195 kV cm-1 và các nhiệt độ ban đầu khác nhau Ti, }}\,\)(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 gây ra (từ paraelectric sang ferroelectric); (2) các vật liệu này hiệu quả hơn ở thời gian hoạt động 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 chứng minh Olsen khi ông đề cập rằng “một động cơ nhiệt điện tái tạo 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 rất hữu ích nếu sử dụng PST được pha tạp với các TC khác nhau, như đã được nghiên cứu bởi Shebanov và Borman. 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 bộ tái tạo nhiệt điện thế hệ tiếp theo dựa trên MLC PST pha tạp hoặc các vật liệu khác có quá trình chuyển pha bậc nhất mạnh mẽ có thể cạnh tranh với các bộ thu năng lượng tốt nhất.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã khảo sát các MLC được làm 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-para điện bậc nhất sắc nét ở khoảng 20 °C, cho thấy sự thay đổi entropy của nó tương tự như những gì 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 có kích thước 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 làm từ 19 và 9 lớp PST với 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 điều chế bằng phản ứng pha rắn và phương pháp đúc. Chi tiết về quy trình điều chế đã được mô tả trong một bài báo trước đó14. Một trong những điểm khác biệt giữa PST MLC và bài báo trước đó là thứ tự của các vị trí B, điều này ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của EC trong PST. Thứ tự của 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 trong 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 bể chứa nóng và lạnh cùng một nguồn điện có khả năng giám sát và điều khiển 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 lạnh một MLC được kết nối với nguồn điện Keithley 2410, và (2) ba nguyên mẫu (HARV1, HARV2 và HARV3) hoạt động song song với cùng một nguồn năng lượng. Trong trường hợp sau, 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 bể chứa (nóng và lạnh) và MLC. Bể chứa nhiệt bao gồm một bình thủy tinh chứa đầy chất lỏng điện môi và được đặt trên tấm nhiệt. Kho lạnh bao gồm một bể nước với các ống dẫn 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 thiết bị kết hợp để chuyển chất lỏng từ bể chứa này sang bể chứa khác một cách chính xác (Hình 2a). Để đảm bảo cân bằng nhiệt giữa gói PST-MLC và chất làm mát, chu kỳ được kéo dài cho đến khi các cặp nhiệt điện đầu vào và đầu ra (càng gần gói PST-MLC càng tốt) hiển thị cùng một nhiệt độ. Kịch bản Python quản lý và đồng bộ hóa tất cả các thiết bị (đồng hồ đo nguồn, bơm, van và cặp nhiệt điện) để chạy chu trình Olson chính xác, tức là vòng tuần hoàn chất làm mát bắt đầu chạy qua ngăn xếp PST sau khi đồng hồ đo nguồn được nạp để chúng nóng lên ở điện áp đặt vào mong muốn cho chu trình Olson nhất định.
Ngoài ra, chúng tôi cũng đã xác nhận các phép đo trực tiếp về năng lượng thu được bằng các phương pháp gián tiếp. Các phương pháp gián tiếp này dựa trên các vòng lặp điện dịch chuyển (D) – điện trường (E) được thu thập ở các nhiệt độ khác nhau, và bằng cách tính diện tích giữa hai vòng lặp DE, người ta có thể ước tính chính xác lượng năng lượng có thể thu được, như thể hiện trong hình 2.1b. Các vòng lặp DE này cũng được thu thập bằng máy đo nguồn Keithley.
Hai mươi tám tấm 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 chất đệm chất lỏng xung quanh các cạnh của PST MLC. PST MLC được kết nối điện song song với một cầu epoxy bạc tiếp xúc với các đầu 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, toàn bộ cấu trúc được đưa vào ống polyolefin. Ống này được dán vào ống dẫn chất lỏng để đảm bảo kín khít. Cuối cùng, các cặp nhiệt điện loại K dày 0,25 mm được lắp 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 phải đục lỗ ống. Sau khi lắp đặt cặp nhiệt điện, hãy bôi lại chất kết dính như trước giữa ống dẫn cặp nhiệt điện và dây dẫn để khôi phục độ kín.
Tám nguyên mẫu riêng biệt đã được chế tạo, trong đó bốn nguyên mẫu có 40 tấm MLC PST dày 0,5 mm được phân bố thành các tấm song song với 5 cột và 8 hàng, và bốn nguyên mẫu còn lại có 15 tấm MLC PST dày 1 mm mỗi tấm, trong cấu trúc tấm song song 3 cột × 5 hàng. Tổng số tấm PST MLC được sử dụng là 220 (160 tấm dày 0,5 mm và 60 tấm 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 dính hai mặt dày 0,25 mm với một sợi dây dày 0,25 mm ở giữa. Đối với nguyên mẫu HARV2_60, chúng tôi lặp lại quy trình tương tự, nhưng sử dụng dây dày 0,38 mm. Để đảm bảo tính đối xứng, HARV2_160 và HARV2_60 có mạch chất lỏng, bơm, van và phía lạnh riêng (Ghi chú bổ sung 8). Hai thiết bị HARV2 dùng chung một bể chứa nhiệt, một thùng chứa 3 lít (30 cm x 20 cm x 5 cm) đặt trên hai tấm gia nhiệt có nam châm quay. Tất cả tám nguyên mẫu riêng lẻ được kết nối song song về điện. Các thiết bị con HARV2_160 và HARV2_60 hoạt động đồng thời trong chu trình Olson, tạo ra năng lượng thu được là 11,2 J.
Đặt màng PST MLC dày 0,5mm vào ống polyolefin, dùng băng keo hai mặt và dây thép cố định hai bên để tạo không gian cho chất lỏng chảy qua. Do kích thước nhỏ, nguyên mẫu được đặt cạnh van bình chứa nước nóng hoặc lạnh, giúp giảm thiểu thời gian chu kỳ.
Trong PST MLC, một điện trường không đổi được tạo ra bằng cách đặt một điện áp không đổi vào nhánh gia nhiệt. Kết quả là, một dòng điện nhiệt âm được tạo ra và năng lượng được tích trữ. Sau khi gia nhiệt PST MLC, điện trường được loại bỏ (V = 0), và năng lượng tích trữ trong đó được trả lại cho bộ đếm nguồn, tương ứng với một đóng góp nữa vào năng lượng thu được. Cuối cùng, với điện áp V = 0 được đặt vào, các MLC PST được làm nguội đến nhiệt độ ban đầu để chu trình 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 thiết bị đo nguồn Keithley 2410, sạc PST MLC từ nguồn điện áp và đặt giá trị phù hợp cho dòng điện để thu thập đủ điểm trong giai đoạn sạc nhằm tính toán năng lượng một cách đáng tin cậy.
Trong chu trình Stirling, các MLC PST được nạp điện ở chế độ nguồn điện áp với giá trị điện trường ban đầu (điện áp ban đầu Vi > 0), dòng điện tuân thủ mong muốn sao cho bước nạp điện diễn ra trong khoảng 1 giây (và thu thập đủ điểm dữ liệu để tính toán năng lượng một cách đáng tin cậy) và ở nhiệt độ thấp. Trong chu trình Stirling, các MLC PST được nạp điện ở chế độ nguồn điện áp với giá trị điện trường ban đầu (điện áp ban đầu Vi > 0), dòng điện tuân thủ mong muốn sao cho bước nạp điện diễn ra trong khoảng 1 giây (và thu thập đủ điểm dữ liệu để tính toán năng lượng một cách đáng tin cậy) và ở nhiệt độ thấp. 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 nạp điện ở chế độ nguồn điện áp với giá trị ban đầu của điện trường (điện áp ban đầu Vi > 0), dòng điện đầu ra mong muốn, sao cho giai đoạn nạp điện mất khoảng 1 giây (và thu thập đủ số điểm để tính toán năng lượng đáng tin cậy) và ở nhiệt độ thấp.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 yêu cầu mất khoảng 1 giây cho bước sạc (và chúng tôi đã thu thập đủ điểm để tính toán đáng tin cậy (năng lượng) và nhiệt độ thấp. 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 nạp điện ở chế độ nguồn điện áp với giá trị ban đầu của điện trường (điện áp ban đầu Vi > 0), dòng điện tuân thủ yêu cầu sao cho giai đoạn nạp điện diễn ra trong khoảng 1 giây (và thu thập đủ số điểm để tính toán năng lượng một cách đáng tin cậy) và ở nhiệt độ thấp.Trước khi PST MLC nóng lên, hãy mở mạch bằng cách cấp 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, 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 nhánh BC vì I = 0 mA. Sau khi đạt đến nhiệt độ cao, điện áp trong MLT FT tăng lên (trong một số trường hợp hơn 30 lần, xem hình 7.2 bổ sung), MLK FT được xả (V = 0), và năng lượng điện được lưu trữ trong đó với cùng mức điện tích ban đầu. Dòng điện tương ứng được trả về nguồn đo. Do sự tăng điện áp, năng lượng được lưu trữ ở nhiệt độ cao cao hơn so với năng lượng được cung cấp ở đầu chu kỳ. Do đó, năng lượng được thu được bằng cách chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng.
Chúng tôi sử dụng máy đo nguồn Keithley 2410 để theo dõi điện áp và dòng điện cấp cho PST MLC. Năng lượng tương ứng được tính bằng cách tích phân tích của điện áp và dòng điện đo được bởi máy đo nguồn Keithley, \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\left(t\ right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\), trong đó τ là chu kỳ. Trên đường cong năng lượng của chúng tôi, các giá trị năng lượng dương biểu thị năng lượng chúng tôi phải cung cấp cho MLC PST, và các giá trị âm biểu thị năng lượng chúng tôi lấy 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 được cho chu kỳ τ của toàn bộ chu kỳ.
Tất cả dữ liệu đều được trình bày trong văn bản chính hoặc trong thông tin bổ sung. Thư từ và yêu cầu tài liệu nên được gửi đến nguồn dữ liệu AT hoặc ED được cung cấp kèm theo bài báo này.
Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC. Bài đánh giá về sự phát triển và ứng dụng của máy phát điện vi mô nhiệt điện để thu năng lượng. Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC. Bài đánh giá về sự phát triển và ứng dụng của máy phát điện vi mô nhiệt điện để thu năng lượng.Ando Junior, Ohio, Maran, AL và Henao, NC. Tổng quan về sự phát triển và ứng dụng của máy phát điện vi mô nhiệt điện để thu hoạch 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 hoạch năng lượng.tiếp tục. hỗ trợ. Tạp chí Năng lượng 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 điện-áp điện kết hợp cho cảm biến nhiệt độ và áp suất đồng thời tự cấp nguồn. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Hiệu ứng nhiệt điện-áp điện kết hợp cho 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 đồng thời nhiệt độ và áp suất một cách 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. Về khả năng tự cấp nguồn đồng thời với sự thay đổi nhiệt độ và áp suất.Song K., Zhao R., Wang ZL và Yan Yu. Hiệu ứng nhiệt áp điện kết hợp cho phép đo đồng thời nhiệt độ và áp suất 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 relaxor. Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Thu hoạch năng lượng dựa trên chu trình nhiệt điện Ericsson trong gốm sắt điện relaxor.Sebald G., Prouvost S. và Guyomar D. Thu hoạch năng lượng dựa trên chu trình Ericsson nhiệt điện trong gốm sắt điện relaxor.Sebald G., Prouvost S. và Guyomar D. Thu hoạch năng lượng trong gốm điện môi sắt từ relaxor dựa trên chu trình nhiệt điện Ericsson. Vật liệu thông minh. Cấu trúc. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Vật liệu điện nhiệt và nhiệt điện thế hệ tiếp theo cho chuyển đổi năng lượng điện nhiệt ở trạng thái rắn. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Vật liệu điện nhiệt và nhiệt điện thế hệ tiếp theo cho chuyển đổi năng lượng điện nhiệt ở 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 điện nhiệt và nhiệt điện thế hệ tiếp theo cho chuyển đổi năng lượng điện nhiệt 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 điện nhiệt và nhiệt điện thế hệ tiếp theo cho chuyển đổi năng lượng điện nhiệt trạng thái rắn.Lady Bull. 39, 1099–1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Tiêu chuẩn và chỉ số đánh giá hiệu suất để định lượng hiệu năng của máy phát điện nano nhiệt điện. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Tiêu chuẩn và chỉ số đánh giá hiệu suất để định lượng hiệu năng của máy phát điện nano nhiệt điện.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL và Yang, Yu. Một tiêu chuẩn và điểm 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 thước đo 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 điện nhiệt trong chì scandium tantalat với khả năng tái tạo thực sự thông qua sự thay đổi điện trường. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Chu trình làm mát điện nhiệt trong chì scandium tantalat với khả năng tái tạo thực sự thông qua sự thay đổi điện trường.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. và Mathur, ND Chu trình làm mát điện nhiệt trong chì-scandium tantalat với khả năng tái tạo thực sự thông qua điều chỉnh trường. 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 điện nhiệt của scandium-chì tantalat để tái tạo thực sự thông qua đảo chiều trường.Vật lý Rev. X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND. Vật liệu nhiệt lượng gần các chuyển pha sắt từ. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND. Vật liệu nhiệt lượng gần các chuyển pha sắt từ.Moya, X., Kar-Narayan, S. và Mathur, ND. Vật liệu nhiệt lượng gần các chuyển pha sắt từ. 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 sắt.Moya, X., Kar-Narayan, S. và Mathur, ND. Vật liệu nhiệt gần các chuyển pha của sắt.Nat. trường cũ 13, 439–450 (2014).
Moya, X. & Mathur, ND. Vật liệu nhiệt dùng cho làm mát và sưởi ấm. Moya, X. & Mathur, ND. Vật liệu nhiệt dùng cho làm mát và sưởi ấm.Moya, X. và Mathur, ND. Vật liệu nhiệt dùng cho làm mát và sưởi ấm. Moya, X. & Mathur, ND. Moya, X. & Mathur, ND. Vật liệu nhiệt dùng cho làm mát và sưởi ấm.Moya X. và Mathur ND. Vật liệu nhiệt dùng cho 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: tổng quan. 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. Bộ làm mát điện nhiệt: tổng quan.Cao cấp. Điện tử. Đại học. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. et al. Hiệu suất năng lượng khổng lồ của vật liệu điện nhiệt trong scandium-scandium-chì có trật tự cao. Thông báo quốc gia. 12, 3298 (2021).
Nair, B. và cộng sự. Hiệu ứng điện nhiệt của tụ điện đa lớp oxit rất lớn trên phạm vi nhiệt độ rộng. Nature 575, 468–472 (2019).
Torello, A. và cộng sự. Phạm vi nhiệt độ rộng trong bộ tái tạo điện nhiệt. Science 370, 125–129 (2020).
Wang, Y. và cộng sự. Hệ thống làm mát điện nhiệt trạng thái rắn hiệu suất cao. Khoa học 370, 129–133 (2020).
Meng, Y. và cộng sự. Thiết bị làm mát điện nhiệt tầng cho sự tăng nhiệt độ lớn. Năng lượng Quốc gia 5, 996–1002 (2020).
Olsen, RB & Brown, DD. Chuyển đổi trực tiếp nhiệt năng thành năng lượng điện hiệu quả cao thông qua các phép đo nhiệt điện. Olsen, RB & Brown, DD. Chuyển đổi trực tiếp hiệu suất cao nhiệt năng thành năng lượng điện thông qua các phép đo nhiệt điện.Olsen, RB và Brown, DD Chuyển đổi trực tiếp nhiệt năng thành năng lượng điện hiệu quả cao liên quan đến các phép đo nhiệt điện. Olsen, RB & Brown, DD Olsen, RB & Brown, DDOlsen, RB và Brown, DD Chuyển đổi trực tiếp hiệu quả nhiệt năng thành điện năng liên quan đến các phép đo nhiệt điện.Vật liệu sắt điện 40, 17–27 (1982).
Pandya, S. và cộng sự. Mật độ năng lượng và công suất trong màng mỏng ferroelectric relaxor. National alma mater. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
Smith, AN & Hanrahan, BM Chuyển đổi nhiệt điện xếp tầng: tối ưu hóa quá trình chuyển pha sắt điện và tổn thất điện năng. Smith, AN & Hanrahan, BM Chuyển đổi nhiệt điện xếp tầng: tối ưu hóa quá trình chuyển pha sắt điện và tổn thất điện năng.Smith, AN và Hanrahan, BM Chuyển đổi nhiệt điện xếp 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 xếp tầng: tối ưu hóa quá trình chuyển pha sắt điện và tổn thất điện năng.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 năng. Quy trình. IEEE 51, 838–845 (1963).
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Bộ chuyển đổi năng lượng nhiệt điện xếp tầng. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Bộ chuyển đổi năng lượng nhiệt điện xếp tầng.Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM và Dullea, J. Bộ chuyển đổi năng lượng 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 năng lượng nhiệt điện xếp tầng.Vật liệu sắt điện 59, 205–219 (1984).
Shebanov, L. & Borman, K. Về dung dịch rắn chì-scandi tantalat có hiệu ứng điện nhiệt cao. Shebanov, L. & Borman, K. Về dung dịch rắn chì-scandi tantalat có hiệu ứng điện nhiệt cao.Shebanov L. và Borman K. Về dung dịch rắn của chì-scandium tantalat có hiệu ứng 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 scandium-chì-scandium có hiệu ứng điện nhiệt cao.Vật liệu sắt điện 127, 143–148 (1992).
Chúng tôi cảm ơn N. Furusawa, Y. Inoue và K. Honda vì sự giúp đỡ của họ trong việc tạo ra MLC. PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB và ED. 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.
Bộ môn Nghiên cứu và Công nghệ Vật liệu, Viện Công nghệ Luxembourg (LIST), Belvoir, Luxembourg