Kurban Sumber Listrik Listrik minangka salah sawijining tantangan sing paling penting ing abad iki. Wilayah riset ing energi panen energi saka motivasi iki, kalebu thermoelectric1, Photoovoltaic2 lan Thermophotovoltaics3. Sanajan kita ora duwe bahan lan piranti sing bisa nggawe energi panen ing joule energi, bahan pyroelectric sing bisa ngowahi energi listrik dadi sensorter suhu berkala yaiku sensorters5,6,7. Ing kene, kita wis ngasilake pemanen energi termal makrooskopik kanthi bentuk kapasitor multilayer sing digawe saka 42 gram tantalate skandium timbal, ngasilake 11,2 j saka energi listrik saben siklus termodinamik. Saben modul pyroelectrik bisa ngasilake kapadhetan energi listrik nganti 4.43 jm cm-3 saben siklus. Kita uga nuduhake manawa loro modul kasebut bobote 0,3 g cukup kanggo nggunakake pemanen energi otonom kanthi nggunakake mikrikan energi lan sensor suhu sing dipasang. Pungkasan, kita nuduhake manawa kanggo suhu suhu 10 K, kapasitor mulilayer iki bisa tekan efisiensi carnot 40%. Sifat-sifat kasebut amarga (1) owah-owahan fase ferroelektrik kanggo efisiensi dhuwur, (2) leakage sing murah kanggo nyegah kerugian, lan (3) voltase breakdown dhuwur. Pemanen listrik makroskopik, sing digawekar lan efisien iki bisa reimagining generasi tenaga thermoelectric.
Dibandhingake karo gradient suhu spatial sing dibutuhake kanggo bahan termoelektrik, panen energi saka thermoelektric mbutuhake muter suhu sajrone wektu. Iki tegese siklus termodinamik, sing paling apik diterangake dening Enropy (S) -Temperature (T) diagram. Gambar 1a nuduhake plot st sing khas (NLP) Bahan pyroelelectric (NLP) sing khas kanggo para peneliti fase-beelektrik-parelectric-paraetlentrectric-Drive ing Scandium Lead Tantalate (PST). Bagean biru lan ijo siklus ing diagram stor cocog karo energi listrik sing diowahi ing siklus Olson (loro bagean isopole). Ing kene kita nimbang rong siklus nganggo owah-owahan lapangan listrik sing padha (lapangan lan mati) lan pangowahan suhu Δ, mesthine kanthi suhu wiwitan. Siklus ijo ora ana ing wilayah transisi Phase lan kanthi mangkono duwe wilayah sing luwih cilik tinimbang siklus biru sing ana ing wilayah transisi Phase. Ing diagram st, sing luwih gedhe ing wilayah kasebut, luwih gedhe energi sing diklumpukake. Mula, transisi fase kudu ngumpulake energi luwih akeh. Perlu kanggo muter gedhe ing NLP meh padha karo kabutuhan aplikasi, 10, 11, 12 ing endi kapasitor (mls) PVDF bubar nuduhake kinerja sing apik. Status kinerja penyejuk ing siklus 13.14,15,16. Mula, kita wis ngenalake kapentingan PST MLCS kanggo panen energi termal. Sampel kasebut wis diterangake kanthi lengkap ing metode lan ditondoi kanthi cathetan tambahan 1 (mikroskop elektron Scanning), 2 mikroskop elektron 2 (x-ray) lan 3 (calorimetry).
A, gambar saka entrops (s) -Temperature (t) plot karo lapangan listrik lan mateni ditrapake kanggo bahan NLP sing nuduhake transisi fase. Loro siklus koleksi energi ditampilake ing rong zona suhu sing beda. Siklus biru lan ijo dumadi ing njero lan njaba transisi fase, masing-masing, lan pungkasan ing wilayah sing beda banget. B, loro cincin unipolar, PSC, tebal 1 mm, diukur antarane 0 lan 155 KV CM-1 ing 20 ° C lan 90 ° C, lan siklus Olsen sing cocog. Huruf Abcd nuduhake negara sing beda ing siklus Olson. AB: mls diisi 155 kV CM-1 ing 20 ° C. SM: MLC dijaga ing 155 KV CM-1 lan suhu ditimbulake 90 ° C. CD: MLC Dilcarges ing 90 ° C. DA: MLC Chilled nganti 20 ° C ing Zero lapangan. Wilayah biru cocog karo daya input sing dibutuhake kanggo miwiti siklus. Wilayah oranye minangka energi sing diklumpukake ing siklus siji. C, panel ndhuwur, voltase (ireng) lan saiki (abang) tinimbang wektu, dilacak sajrone siklus olson sing padha karo b. Sisipan loro kasebut nggambarake amplifikasi voltase lan saiki ing titik utama ing siklus. Ing panel ngisor, kurva kuning lan ijo makili suhu sing cocog lan kurva energi, masing-masing, kanggo ml 1 mm tebal. Energi diwilang saka kurva saiki lan voltase ing panel paling ndhuwur. Energi negatif cocog karo energi sing diklumpukake. Langkah-langkah sing cocog karo huruf ibukutha ing papat tokoh padha karo siklus Olson. Siklus Al'Cd cocog karo siklus stirling (cathetan 1).
Ing endi E lan D minangka lapangan listrik lan kolom pamindahan listrik, masing-masing. ND bisa dipikolehi kanthi ora langsung saka sirkuit (Gambar 1B) utawa langsung kanthi miwiti siklus termodinamik. Cara sing paling migunani diterangake dening Olsen ing karya sing populer ing ngempalaken energi pyroelectric ing taun 1980-an.
Ing Gambar. 1b nuduhake rong puteran monopolar de 1 mm spesimens mm-mlc nglukis ing 20 ° C lan 90 ° C, luwih saka 0 nganti sawetara 0 nganti 155 kv cm-1 (600 v). Loro siklus loro iki bisa digunakake kanggo ora langsung ngetung energi sing diklumpukake siklus Olson sing ditampilake ing tokoh 1a. Nyatane, siklus Olsen kalebu rong cabang ISOPAFIELD (ing kene, lapangan nol ing cabang Da lan 155 KV CM-1 ing cabang BC) lan cabang Isothermal (ing kene, 20 ° С ing Cabang AB). C ing cabang cd) energi sing diklumpukake sajrone siklus kasebut cocog karo wilayah oranye lan biru (integral EDD). Tenaga sing diklumpukake yaiku bedane antara input lan energi output, yaiku mung area oranye ing Fig. 1b. Siklus olson tartamtu iki menehi kapadhetan energi ing 1,78 jm-3. Siklus sing adhem yaiku alternatif kanggo siklus Olson (tambahan cathetan 7). Amarga tahap pangisi daya tetep (terbuit terbuka) kanthi gampang ngrambah, Kapadhetan energi sing dijupuk saka Gambar 1B (siklus Ab'CD) nganti 1,25 jm. Iki mung 70% saka siklus Olson bisa ngumpulake, nanging peralatan panen sing gampang ditindakake.
Kajaba iku, kita langsung ngukur energi sing diklumpukake sajrone siklus Olson kanthi menehi semangat ing PSC MLC kanthi nggunakake tahap kontrol suhu LINKAM lan meter sumber (metode sumber (meter). Gambar 1c ing sisih ndhuwur lan ing sekerja masing-masing nuduhake saiki (abang) lan voltase (ireng) sing padha karo 1 mm mlc tebal sing padha karo siklus Olson sing padha. Saiki lan voltase bisa ngetung energi sing diklumpukake, lan kurva ditampilake ing Fig. 1c, ngisor (ijo) lan suhu (kuning) ing saindhenging siklus. Huruf Abcd makili siklus Olson sing padha ing Gambar 1. Ngisi daya MLC dumadi sajrone AB Leg lan ditindakake kanthi murah (200 μA), saengga SUMBERS bisa ngontrol kontrol sing bener. Akibat saka arus awal sing terus-terusan yaiku kurva voltase (kurva ireng) ora linear amarga lapangan pamindahan potensial sing ora linear d PST (Fig, ndhuwur inset). Ing pungkasan pangisi daya, 30 MJ energi listrik disimpen ing MLC (Titik B). MLC banjur ngrumusake lan saiki saiki (lan mulane saiki) diprodhuksi nalika voltase tetep ing tingkat kaping 6 ° V. Voltase ing MLC (CD CD) banjur suda, nyebabake tambahan 60 mj kerja listrik tambahan. Jumlah energi output yaiku 95 mj. Energi sing diklumpukake yaiku prabédan energi input lan output, sing menehi 95 - 30 = 65 mj. Iki cocog karo kapadhetan energi saka 1,84 jm-3, sing cedhak banget karo ND dijupuk saka Dering De. Reproducibility siklus olson iki wis diuji kanthi ekstensif (tambahan cathetan 4). Kanthi nambah voltase lan suhu, kita entuk 4,43 J CM-3 nggunakake siklus Olsen ing 0,5 mm MLC CM-1) lan 175 ° C (tambahan Cathetan 5). Iki kaping papat luwih gedhe tinimbang kinerja sing paling apik sing dilaporake ing literatur kanggo siklus olson langsung lan dipikolehi) O3-PBTIO3 (1.06 J Tabel Lancip (1.0 J Tabel liyane 1 kanggo nilai liyane ing literatur). Prestasi iki wis ngrampungake amarga saiki bocor bocor MLCS iki (<10-7 A ing 750 v lan 180 ° C, deleng Vetra inggris Et al19-in studi sing digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge. Prestasi iki wis ngrampungake amarga saiki bocor bocor MLCS iki (<10-7 A ing 750 v lan 180 ° C, deleng Vetra inggris Et al19-in studi sing digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge digunakake ing studi sadurunge. Yaiku бларагнуты благнуты блегодаря блегому Низку Низку нтих MLC (<10-7 nganti 750 в 18-6 ° C, В 18-7) в 18,2 подробности Pilih ing ngisor iki 6) - Sampeyan bakal ngerti, banjur klik. 19 - - Sampeyan kudu digunakake, klik, klik Mbukak maneh. Karakteristik kasebut diraih amarga saiki bocor banget saka MLCS iki (<10-7 A ing 750 v lan 180 ° C, deleng Cathetan Tambahan 6 kanggo rincian tambahan 6 kanggo titik kritis 6 kanggo Smith et singing. 19 - Beda karo bahan sing digunakake ing studi sadurunge17,20.由于这些 MLC 的 泄漏电流非常低 (在 750 v 和 180 ° C 时 <10-7 a, 6 中 的 关键点 - 相比之下 的 关键点 - 相比之下 的 关键点由于 这些 MLC 的 泄漏泄漏 (在 在在 750 v 和 180 ° C 时 <10-7 a, 参见参见 说明说明信息))))) - 中 相比之下 关键 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 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. Посколькуки утечки утечки узен очень низень (<10-7 nganti 750 в 180 В 18 В 6) - клюечании 6) - клюевом Момент, упомяй и и др. 19 - Kanggo nggunakake, klik Pilih Email. Wiwit saiki bocor saka MLC iki sithik banget (<10-7 a 750 v lan 180 ° C, deleng Tambahan Cathetan 6 kanggo rincian sing kasebut dening Smith et al. 19 - Kanggo mbandhingake, pagelaran kasebut diraih.Kanggo bahan sing digunakake ing panaliten sadurunge 17,20.
Kahanan sing padha (600 v, 20-90 ° C) ditrapake ing siklus stirling (tambahan cathetan 7). Kaya sing diarepake saka asil saka DECL, asil kasebut ana 41.0 mj. Salah sawijining fitur sing paling nggumunake siklus stirling yaiku kemampuan kanggo nggedhekake voltase awal liwat efek termoelektrik. Kita mirsani keuntungan voltase nganti 39 (saka voltase awal 15 v nganti voltase pungkasan nganti 590 v, deleng Gambar Tambahan. 7.2).
Fitur liyane sing mbedakake mlcs iki yaiku obyek makroskopik cukup gedhe kanggo ngumpulake energi ing joule sawetara. Mula, kita mbangun Harvester Prototype (Harv1) nggunakake 28 MLC PST 1 mm, sawise desain piring sing padha karo ing Fitnex sing padha karo Pump 7 × 4 Hawa sing bisa ditliti ing antarane rong wadhah sing disimpen (metode). Nglumpukake nganti 3.1 j nggunakake siklus olson sing diterangake ing Fig. 2A, wilayah Isothermal ing 10 ° C lan 125 ° C lanes ing 0 lan 750 V (195 KV CM-1). Iki cocog karo kapadhetan energi saka 3.14 j cm-3. Nggunakake gabungan iki, pangukuran dijupuk ing macem-macem kahanan (Gambar 2B). Elinga yen 1,8 J dipikolehi sajrone sawetara suhu 80 ° C lan voltase 600 V (155 KV CM-1). Iki minangka perjanjian sing apik karo sadurunge 65 mj kanggo 1 mm mLC tebal ing kahanan sing padha (28 × 65 = 1820 mj).
A, persiyapan eksperimen saka prototipe harv1 sing dipasang adhedhasar 28 mlc psts 1 mm nglukis (4 larik × 7 kolom) mlaku ing siklus Olson. Kanggo saben patang langkah, suhu lan voltase diwenehake ing prototipe. Komputer nyopir pompa peristaltic sing nyebar cairan dielektrik ing antarane waduk kadhemen lan panas, katup loro, lan sumber daya. Komputer uga nggunakake thermocouples kanggo ngumpulake data ing voltase lan saiki sing diwenehake menyang prototipe lan suhu gabungan saka sumber daya. B, Energi (warna) sing diklumpukake dening prototipe 4 × 7 mlc (X-Axis) lan voltase (Axis) ing eksperimen sing beda.
Versi sing luwih gedhe saka Harvester (Harv2) kanthi 60 PSC MLC 1 mm nglukis lan 160 pst mLC 0,5 mm nglukis (41 mm tebal (41,7 g materi pyroelectrik aktif). Ing taun 1984, Olsen nggawe pemanen energi adhedhasar senyawa PB (ZR, TI) (ZR. TI) sing bisa ngasilake 6.23 j saka listrik ing suhu udakara 150 ° C (Ref. 21). Kanggo gabungan iki, iki mung nilai liyane sing kasedhiya ing joule sawetara. Sampeyan mung luwih saka setengah regane sing digayuh lan meh kaping pitu kualitas. Iki tegese kapadhetan energi Harv2 luwih dhuwur 13 kali luwih dhuwur.
Periode siklus Harv1 yaiku 57 detik. Iki ngasilake 54 mw kekuwatan kanthi 4 larik 7 kolom set ml tebal MM. Kanggo njupuk langkah sabanjure, kita mbangun gabungan katelu (Harv3) kanthi PST MLC 0.5mm lan persiyapan sing padha karo Harv1 lan Harv2 (Tambahan CATETAN 9). Kita ngukur wektu termalization 12,5 detik. Iki cocog karo siklus Siklus 25 S (tambahan FIG. 9). Energi sing diklumpukake (47 mj) menehi kekuwatan listrik 1,95 mw saben MLC, sing bakal bisa mbayangake manawa Harv2 ngasilake 0.95 mw (kira-kira 10 mw mlc 0,5 mm nglukis). Kajaba iku, kita simulasi transfer panas kanthi simulasi nggunakake simulasi unsur finansial (Comsol, Tambahan Cathetan 10 lan Tabel Tambahan 2-4) sing cocog karo eksperimen Harv1. Model unsur finansial digawe kanggo prédhiksi nilai daya meh tatanan gedhene sing luwih dhuwur (430 mw) kanggo jumlah kolom sing padha kanthi nyipta mLC, lan mulihake matriks nganti 7 larik. × 4 kolom (saliyane, ana 960 mw nalika tangki kasebut ing jejere gabungan, Tambahan anjir. 10b).
Kanggo nduduhake migunani saka kolektor iki, siklus sing nggegirisi ditrapake kanggo demomasi pst sing ora ana ing 0,5 mm MLCS sing kurang, dadi pemugar voltase sing kurang, dadi loro thermocontroller sing murah, Tambahan Converter sing kurang, Cathetan Tambahan (Tambahan Converter). Sirkuit mbutuhake kapasitor panyimpenan wiwit taun 9V lan banjur mlaku kanthi otonom nalika suhu rong mls udakara 85 ° C, ing kene siklus ditampilake ing Tambahan Cathetan 11). Apik banget, loro mlcs bobot mung 0.3g bisa ngontrol sistem gedhe iki. Fitur liyane sing menarik yaiku konverter voltase sing kurang bisa ngowahi 400V nganti 10-15v kanthi efisiensi 79% (Tambahan Cathetan 11 lan tokoh tambahan 11.3).
Pungkasan, kita ngevaluasi efisiensi modul MLC kasebut ing ngonversi energi termal dadi energi listrik. Factor kualitas η of efisiensi ditetepake minangka aspek kapadhetan energi sing diklumpukake ing nduwure Kapadhetan Qin sing Disedhiyakake (Tambahan Cathetan 12):
Tokoh 3A, b nuduhake efisiensi η lan efisiensi proporsi ηr saka siklus Olsen, masing-masing, minangka fungsi saka suhu pst mlc. Kaloro set data kasebut diwenehake kanggo lapangan listrik 195 km CM-1. Efisiensi \ (\ iki \) tekan 1,43%, sing padha karo 18% saka. Nanging, kanggo sawetara suhu 10 k saka 25 ° C, nganti tekan nilai nganti 40% (kurva biru ing Gambar 3B). Iki kaping pindho nilai sing dikenal kanggo Bahan NLP sing kacathet ing film PMN-PT (IRS = 19%) ing suhu suhu 10 k lan 300 kv cm-1 (Ref. 18). Suhu ing ngisor iki 10 K ora dianggep amarga histeresis termal saka MLC ing antarane 5 lan 8 K. Efek babagan proses transisi fase fase kanthi kritis. Nyatane, nilai sing paling optimal η lan ηr meh kabeh dipikolehi ing suhu awal TI = 25 ° C ing finane. 3a, b. Iki amarga transisi fase sing cedhak nalika ora ditrapake lan suhu Curie TC udakara udakara 20 ° C ing MLCS iki (Tambahan CATETAN 13).
a, b, efisiensi η lan efisiensi proporsi siklus olson (a) \ ({\ eta}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}. " Kandel 0,5 mm, gumantung karo interval suhu Δtspan.
Pengamatan sing terakhir duwe rong implikasi penting: (1) Sembarang muter muter sing efektif diwiwiti ing suhu ing ndhuwur TC kanggo transisi phase sing ora kena pengaruh ing TC kanggo transisi phase sing ora kena pengaruh (saka paraelektronik kanggo ferroelektrik) kelakon; (2) Bahan kasebut luwih efisien nalika roto cedhak TC. Sanajan efisiensi skala gedhe ditampilake ing eksperimen, sawetara suhu sing winates ora ngidini kita entuk efisiensi sing gedhe banget amarga watesan carnot (\ (\ delta t / t \)). Nanging, efisiensi sing apik banget nuduhake PST MLCS iki mbenerake Olsen nalika nyebutake "kelas terminasi terminasi bergaya ing suhu 50 ° Can lan 25%" 17. Kanggo nggayuh nilai-nilai kasebut lan coba konsep, bakal migunani kanggo nggunakake PST sing beda karo TCS sing beda-beda kanthi TCS, kaya sing ditliti dening Shebanov lan Borman. Dheweke nuduhake manawa TC ing PST bisa beda-beda saka 3 ° C (SB Doping) nganti 33 ° C (TI Doping) 22 taun. Mula, kita hypotesize manawa pendaratif pyroelektif generasi sabanjure adhedhasar mlcs pyst utawa bahan liyane kanthi transisi phase pisanan sing kuwat bisa saingan karo pemanen tenaga sing paling apik.
Ing panliten iki, kita nyelidiki MLCs digawe saka PST. Piranti kasebut kalebu seri elektrods PT lan PST, ing endi sawetara kapasit sing disambungake ing podo. PST dipilih amarga minangka bahan EC sing apik lan mulane materi NLP sing apik banget. Iki nampilake transisi fase ferroelectric-paraelectric-paraelectric-paraelectric-paraelectric-Nasionalelectric-Nasionalelectric-Nasionalelectric sekitar 20 ° C, nuduhake manawa owah-owahan entropir kasebut padha karo sing dituduhake ing FIG. Ing panliten iki, kita nggunakake 10,4 × 7,2 × 1 mm³ lan 10,4 × 7,4 × 7,5 × 0,5 mm³ mls. MLC kanthi kekandelan 1 mm lan 0,5 mm digawe saka 19 lan 9 lapisan pst kanthi kekandelan 38,6 μm. Ing loro kasus kasebut, lapisan pst mlebu diselehake ing antarane 2.05 μm electrods platinum tebal. Rancang saka mlcs iki nganggep manawa 55% saka PST aktif, cocog karo bagean antarane elektrods (tambahan cathetan 1). Wilayah elektrode aktif yaiku 48,7 mm2 (Tabel tambahan 5). MLC PST wis disiapake kanthi reaksi reaksi sing solid lan metode casting. Rincian proses persiapan wis diterangake ing artikel sadurunge14. Salah sawijining prabédan ing antarane PSC MLC lan artikel sadurunge yaiku tatanan B-situs, sing mengaruhi kinerja EC ing PST. Pesenan B-Situs MLC yaiku 0.75 (Tambahan CATETAN 2) dipikolehi dening sintering ing 1400 ° C ngiring atusan jam dawane antara 1000 ° C. Kanggo informasi luwih lengkap babagan PSC MLC, deleng cathetan tambahan 1-3 lan meja tambahan 5.
Konsep utama panaliten iki adhedhasar siklus Olson (Fig. 1). Kanggo siklus kaya ngono, kita butuh reservoir panas lan adhem lan pasokan tenaga bisa kanggo ngawasi lan ngontrol voltase lan saiki ing macem-macem modul MLC. Siklus langsung iki nggunakake rong konfigurasi sing beda, yaiku (1) Modul Linkam sing Pemanasan lan MLC sing disambungake menyang sumber daya mlithley 2410, lan (2) telung prototipe 2410 (2) telung prototipe 2410 (2) telung prototipe. Ing kasus terakhir, cairan dielektrik (minyak silikon kanthi viskositas 5 Cp ing 25 ° C, tuku saka Sigma Aldrich) digunakake kanggo ijol-ijolan panas ing antarane rong wadhah (panas lan kadhemen) lan mlc. Reservoir termal dumadi saka wadhah kaca sing diisi cairan dielektrik lan dilebokake ing ndhuwur piring termal. Panyimpen kadhemen dumadi saka adus banyu kanthi tabung cairan sing ngemot cairan dielektrik sing ana ing wadhah plastik sing gedhe ing wadhah plastik sing gedhe diisi banyu lan es. Loro katup jiwit telung cara (sing dituku saka fluidik bio-kimia) diselehake ing saben pungkasan gabungan supaya bisa ngalih cairan sing bener ngalih cairan saka siji wadhah liyane (Gambar 2A). Kanggo njamin keseimbangan termal ing antarane paket PST-MLC lan coolant, periode siklus ditambahi nganti inlet lan outlet ing paket PST-MLC) nuduhake suhu sing padha. Script Python Manues lan nyinkronake kabeh instrumen (meter sumber, katup, lan termocouples) kanggo mbukak siklus olson sing bener, yaiku mbukak siklus olson kanthi cepet ing siklus sing dikarepake kanggo siklus olson sing diwenehake kanthi siklus
Utawa, kita wis ngonfirmasi pangukuran langsung saka energi sing diklumpukake kanthi cara ora langsung. Cara ora langsung adhedhasar pamindahan listrik (D) - kolom listrik (E) Pinggiran lapangan sing diklumpukake kanthi suhu sing beda-beda, lan kanthi ngitung wilayah ing antarane rong puteran, siji bisa ngira jumlah energi sing bisa diklumpukake, kaya sing ditampilake ing tokoh kasebut. ing Gambar 2. .1B. Iki de puteran kasebut uga diklumpukake nggunakake meter sumber Keithley.
Rong puluh wolu 1 mm MLCs nglukis diklumpukake ing 4-Faris 4-kolom, 7-kolom pira pira podo miturut desain sing diterangake ing referensi. 14 .. Gap cairan ing antarane pst-mLC larik yaiku 0,75mm. Iki diraih kanthi nambahake tape tikel kaping pindho minangka spacers cair ing pinggir MLC PSC. Pst MLC disambungake listrik ing podo karo jembatan epoxy perak ing kontak karo mimpin elektroda. Sawise iku, kabel dipasang nganggo resin perak perak ing saben sisih terminal elektroda kanggo sambungan menyang sumber daya. Pungkasane, masang kabeh struktur menyang selang poliolefin. Sing terakhir dipasang ing tabung cairan kanggo njamin panyegelan sing tepat. Pungkasan, 0,25 mm thermocouples kandel kandel dibangun ing saben pungkasan struktur PST-MLC kanggo ngawasi suhu cair. Kanggo nindakake iki, selang kudu luwih perforasi. Sawise nginstal termocouple, aplikasi adesif sing padha karo selang termocouple lan kawat kanggo mulihake segel.
Wolung prototipe sing kapisah dibangun, papat sing duwe 40 0,5 mm tebal pst sing disebar minangka piring paralel kanthi 5 kolom, lan isih ana papat tebal. Ing struktur piring 3-kolom × 5-baris. Jumlah total mlcs pst digunakake yaiku 220 (160 0,5 mm nglukis lan 60 pst mLC 1 mm nglukis). Kita nyebat loro subunits Harv2_160 lan Harv2_60. Gap Cairan ing Prototype Harv2_160 dumadi saka rong tikel kaping pindho 0,25 mm nglukis nganggo kawat 0.25 mm nglukis. Kanggo prototipe Harv2_60, kita bola-bali prosedur sing padha, nanging nggunakake kawat sing padha 0.3,2 mm. Kanggo simetri, Harv2_160 lan Harv2_60 duwe sirkuit cairan, pompa, katup lan sisih kadhemen (tambahan cathetan 8). Loro unit Harv2 nuduhake reservoir panas, wadhah 3 liter (30 cm x 20 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm) ing rong piring sing panas kanthi muter magnet. Kabeh wolung prototipe individu sing gegandhengan karo podo. Subunit Harv2_160 lan Harv2_60 bisa bebarengan ing siklus Olson nyebabake panen energi 11.2 J.
Selehake 0.5mm nglukis MLC menyang selang poliolefin kanthi tape lan kawat kaping pindho ing sisih loro kanggo nggawe ruang kanggo cair. Amarga ukuran cilik, prototipe diselehake ing jejere lapisan reservoir sing panas utawa adhem, minimalake siklus.
Ing PSC MLC, lapangan listrik tetep ditrapake kanthi ngetrapake voltase tetep menyang cabang pemanasan. Akibaté, saiki termal negatif digawe lan energi disimpen. Sawise dadi panas ing PSC MLC, lapangan dicopot (v = 0), lan energi sing disimpen ing bali menyang sumber kontra, sing cocog karo siji kontribusi energi sing diklumpukake. Pungkasan, kanthi voltase V = 0 ditrapake, MLC PSTS digawe adhem nganti suhu awal supaya siklus bisa diwiwiti maneh. Ing tahap, energi ora diklumpukake. Kita mlayu siklus Olsen kanthi nggunakake Keithley 2410 Somedter, ngisi MLC MLC saka sumber voltase lan nyetel pertandhingan saiki kanggo nilai sing cocog kanggo diisi ulang saka energi sing bisa dipercaya.
Ing siklus adus, pst mlcs diisi ing mode sumber voltase ing nilai lapangan listrik awal (voltase awal VI> 0), poin sing dikarepake supaya langkah pangisi daya energi) lan suhu kadhemen. Ing siklus adus, pst mlcs diisi ing mode sumber voltase ing nilai lapangan listrik awal (voltase awal VI> 0), poin sing dikarepake supaya langkah pangisi daya energi) lan suhu kadhemen. Виклах Стирлинга PST MLC заряжись в Режtенись в Реженика Начальном злектриесколя (начальномколя (начальномколя (начальномколя (начальномколя Напряжение VI> 0), klik, klik, klik Mbukak, klik 1 Jan (и костаточночное количеств количество Точек надежногу хнергия))) иолоднатура. Ing siklus MLC PSC Stirling, dheweke didakwa ing mode sumber voltase kanthi rega dhisikan lapangan listrik (Titik awal, saéngga paningkatan wiwitan diklumpukake kanggo pitungan energi sing bisa dipercaya) lan suhu kadhemen.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, 的 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. Ing siklus master, MLC MLC dikenani biaya ing Nilai lapangan listrik awal (voltase awal VI> 0) Ing mode sumber voltase, supaya bisa ngetung (lan kita nglumpukake (energi) lan suhu kurang. Викле В виклирлинга PST MLC заряника источника Сачачачачиемко ектриемколя (начальное НАпряжение VI> 0), klik Akun, Sampeyan bisa nggunakake 1 анимает околочое количеств количеств количеств количество Saiki, sampeyan kudu нтобы надежно рассчитать энергитать энергитать инергитать инергиеитать инергие и зизкие температуры. Ing siklus stirling, MLC MLC dikenani biaya ing mode Source Voltase kanthi nilai awal lapangan listrik (Titik awal VI> 0), nilai sing dibutuhake kanggo ngetung energi) lan suhu sing sithik.Sadurunge PSC MLC Muda, bukak sirkuit kanthi ngetrapake arus sing cocog karo i = 0 Ma (sing cocog minimal saiki yen sumber ngukur kita bisa ngatasi yaiku 10 na). Akibaté, pangisiané isih ana ing PST mJK, lan voltase mundhak minangka conto sing munggah. Ora ana energi sing diklumpukake ing Arm bc amarga aku = 0 ma. Sawise tekan suhu sing dhuwur, voltase ing mLT ft mundhak (ing sawetara kasus luwih saka 30 kali, deleng Gambar Tumpas (V = 0), lan Energi Elektronik sing padha karo dheweke. Koresponden saiki sing padha wis dibalekake ing sumber meter. Amarga bathi voltase, energi sing disimpen ing suhu sing dhuwur luwih dhuwur tinimbang sing diwenehake ing wiwitan siklus. Akibate, energi dipikolehi kanthi ngowahi panas dadi listrik.
Kita nggunakake Sischeter Keithley 2410 kanggo ngawasi voltase lan saiki ditrapake ing PSC MLC. Energi sing cocog diwilang kanthi nggabungake produk voltase lan maca saiki meter Keithley, \ ({\ rm _ {{\ rm _ {{\ me _ {{\ t)) {{\ t). Ing kurva energi, nilai-nilai energi positif tegese energi sing kudu diwenehake menyang MLC PST, lan nilai negatif tegese energi sing dijupuk saka dheweke lan mula energi sing ditampa. Kekuwatan relatif kanggo siklus koleksi tartamtu ditemtokake kanthi misahake energi sing diklumpukake dening wektu kasebut, yaiku kabeh siklus.
Kabeh data ditampilake ing teks utama utawa ing informasi tambahan. Huruf lan panjaluk kanggo bahan kudu diarahake menyang sumber data ing utawa ed sing diwenehake karo artikel iki.
Ando Junior, Oh, Maran, Alo & Henao, NC minangka review babagan pangembangan pangembangan lan aplikasi mikroserator termoelektrik kanggo panen energi. Ando Junior, Oh, Maran, Alo & Henao, NC minangka review babagan pangembangan pangembangan lan aplikasi mikroserator termoelektrik kanggo panen energi.Ando Junior, Ohio, Maran, Alo lan Henao, NC ringkesan babagan pangembangan lan aplikasi mikrogenerator termoelektrik kanggo panen energi. Ando Junior, Oh, Maran, Alo & Henao, NC 回顾用于能量收集 回顾用于能量收集 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, Henao, NC nimbang pangembangan lan aplikasi mikrogenerator termoelektrik kanggo panen energi.nerusake. Dhukungan. Energi Pajak 91, 376-393 (2018).
Polman, A., ksatria, M., Garnett, EC, EHRLER, B. & Since, bahan PhotoVoltaic Bahan-bahan lan tantangan sing bakal ditindakake. Polman, A., ksatria, M., Garnett, EC, EHRLER, B. & Since, bahan PhotoVoltaic Bahan-bahan lan tantangan sing bakal ditindakake.Polman, A., ksatria, M., GARNETT, Ek, EHRLER, B. lan sinke, VK PhotoVoltaic: Kinerja saiki lan tantangan saiki. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, EHRLER, B. & Since, WC Polman, A., ksatria, M., Garnett, EC, EHRLER, B. & Since, WC solar Bahan-bahan: Efisiensi saiki.Polman, A., ksatria, M., GARNETT, Ek, EHRLER, B. lan sinke, VK PhotoVoltaic: Kinerja saiki lan tantangan saiki.Ilmu 352, AAD4424 (2016).
Lagu, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Efek Pyro-Pai-Piezoelektrik kanggo suhu simultan lan tekanan tekanan. Lagu, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Efek Pyro-Paizoelektrik kanggo suhu simultan lan tekanan tekanan.Lagu K., Zhao R., Wang Zl Lan Yan Yu. Efek Pyropiezoelektrik gabungan kanggo pangukuran suhu lan tekanan. Lagu, 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. Lagu, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Kanggo kekuwatan dhewe ing wektu sing padha karo suhu lan tekanan.Lagu K., Zhao R., Wang Zl Lan Yan Yu. Efek thermopiezoelektrik gabungan kanggo pangukuran suhu lan tekanan sing serep.Maju. Alma Mater 31, 1902831 (2019).
Sebald, G., prerugost, S. & Guyomar, D. Panen energi adhedhasar siklus pyroelectric ing keramik ferroelectric santai. Sebald, G., prerugost, S. & Guyomar, D. Panen energi adhedhasar siklus pyroelectric ing keramik ferroelectric santai.Sebald G., Prouvost S. lan Guyomar D. Panen energi adhedhasar siklus pyroelektrik ing keramik ferroelectric santai.Sebald G., Prouvost S. lan Guyomar D. Panen energi ing keramik Ferroelectrik adhedhasar muter piraelektrik. Mater Alma Smart Alma. struktur. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Zhang, Zhang, Q. Alpay, SP, Mantese, J., Zhang, Zhang, Q. Alpay, SP, Mantese, J., Zhang, Zhang, Q. преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Zhang, Zhang, Q. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW 用于固态电热能相互转换 的 下一代电热和热释电材料. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-mckinstry, S., Zhang, Q. & Apamore, RW Alpay, SP, Mantese, J., Zhang, Zhang, Q. преобразования твердотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Zhang, Zhang, Q.Bull Lady. 39, 1099-1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Yang lan tokoh-merit kanggo ngitung kinerja nanogenerator nanogenerator pyroelectrik. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Yang lan tokoh-merit kanggo ngitung kinerja nanogenerator nanogenerator pyroelectrik.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL lan Yang, Yu. Skor standar lan kualitas kanggo ngitung kinerja nanogenerator pyroelectrik. 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 lan Yang, Yu. Kritéria lan ngukur kinerja kanggo ngitung kinerja saka pyroelectric nanogenerator.Nano Energy 55, 534-540 (2019).
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. Lan Mathur, Siklus Penyejukan Lead-Scandium kanthi modifikasi lapangan kanthi cara modifikasi lapangan kanthi cara modifikasi lapangan kanthi cara modifikasi lapangan. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND 钽酸钪铅 钽酸钪铅 的 电热冷却循环, 通过场变化实现真正 的 再生. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. Tantalum 酸钪钪钪钪钪钪钪钪电求 的 电池水水水水水气水在电影在在线电影.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. Lan Mathur, Nd Sing siklus pendinginan elemperan kanggo regenerasi sing bener liwat pembalikan sing bener.Fisika Pdt. X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, Bahan-bahan Calorik cedhak transisi fase ferroik. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, Bahan-bahan Calorik cedhak transisi fase ferroik.Moya, X., Kar-Narayan, S. lan Mathur, ND Bahan-bahan Calorik cedhak Transisi Fase Ferroid. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND 铁质相变附近 的 热量材料. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, Bahan termal ND cedhak Metallurgy Ferrous.Moya, X., Kar-Narayan, S. lan Mathur, Bahan termal ND cedhak Transisi Fase Iron.NAT. Alma Mater 13, 439-450 (2014).
Moya, X. & Mathur, Bahan-bahan calorik kanggo pendinginan lan pemanasan. Moya, X. & Mathur, Bahan-bahan calorik kanggo pendinginan lan pemanasan.Moya, X. lan Mathur, bahan termal ND kanggo pendinginan lan pemanasan. Moya, X. & Mathur, ND 用于冷却和加热 的 热量材料. Moya, X. & Mathur, bahan termal nd para pendinginan kanggo pendinginan lan pemanasan.Moya X. lan bahan termal Mathur ND kanggo pendinginan lan pemanasan.Ilmu 370, 797-803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Cooler Electrocaloris: Review. Torelló, A. & Defay, E. Cooler Electrocaloris: Review.Torello, A. lan Defay, E. Review Electrocaloric: review. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器: 评论. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器: 评论.Torello, A. lan Defay, E. Electrothermal: Review.Advanced. Elektronik. Alma Mater. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. et al. Efisiensi Energi Energi Bahan ing Elektrokaloris ing dhuwur sing dhawuhake scandium-timbal. Komunikasi Nasional. 12, 3298 (2021).
Nair, B. et al. Efek elektologi saka kapasitor multilada oksida gedhe ing sawetara suhu sudhut. Alam 575, 468-472 (2019).
Torello, A. et al. Jero cilik ing regenerator elektologi. Ilmu 370, 125-129 (2020).
Wang, Y. et al. Sistem pendinginan Elektronik Kinerja kanthi kinerja kanthi dhuwur. Ilmu 370, 129-133 (2020).
Meng, Y. et al. Piranti pendinginan elektrode Cascade kanggo kenaikan suhu gedhe. Energi Nasional 5, 996-1002 (2020).
Olsen, RB & Brown, efffiniciiny DD TINGGI Langsung panas kanggo pangukuran Pyroelectric sing gegandhengan karo Elektronik. Olsen, RB & Brown, efisiensi DD TINGGI Langsung HEATTOR HEAT kanggo pangukuran Pyroelectric sing gegandhengan karo Elektronik.Olsen, RB lan Brown, DD, DD Highly efisien banget efisien dadi energi listrik sing ana gandhengane karo pangukuran pyroelectric. Olsen, RB & Brown, DD 高效直接将热量转换为电能相关 的 热释电测量. Olsen, RB & Brown, DDOlsen, RB lan Brown, konversi langsung DD sing efisien kanggo listrik sing ana gandhengane karo pangukuran pyroelectric.Ferroelectrik 40, 17-27 (1982).
Pandya, S. et al. Kapadhetan energi lan daya ing film ferroelektrik sing nyipis. Mater Alma Nasional. https://doi.org/10.1038/s4156/018-0059-8 (2018).
Smith, an & Hanrahan, konversi pyroeleleklektrik BM: Ngoptimalake transisi fase ferroelectric lan kerugian listrik. Smith, an & Hanrahan, konversi pyroeleleklektrik BM: Ngoptimalake transisi fase ferroelectric lan kerugian listrik.Smith, an lan Hanrahan, konversi pyroeleleklektrik BM BM: transisi fase ferroelectric lan optimisasi listrik listrik. 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 lan Hanrahan, konversi pyroelelectricy BM: Optimisasi transisi fase fase lan kerugian listrik.J. Aplikasi. Fisika. 128, 24103 (2020).
Hoch, sr nggunakake bahan ferroelektrik kanggo ngowahi energi termal dadi listrik. proses. IEEE 51, 838-845 (1963).
Olsen, RB, Bruno, da, Briscoe, JM & Dullea, J. Konverter Energy Pyroelectric J. Cascaded. Olsen, RB, Bruno, da, Briscoe, JM & Dullea, J. Konverter Energy Pyroelectric J. Cascaded.Olsen, RB, Bruno, Da, Briscoe, JM lan Dullea, J. Cascade Pyroade Pyroelectric Daya Cascade. 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 lan Dullea, J. Konverter Pyroelectric Daya Cascaded.Ferroelectrik 59, 205-219 (1984).
Shebanov, L. & Buman, K. On Scandium Tantalate Solid Solutions kanthi efek elektrokalosa sing dhuwur. Shebanov, L. & Buman, K. On Scandium Tantalate Solid Solutions kanthi efek elektrokalosa sing dhuwur.Shebanov L. lan Borman K. Ing solusi solid-scandium tantalate kanthi efek elektrocalorik sing dhuwur. Shebanov, L. & Burman, K. 关于具有高电热效应 的 钪铅钪固溶体. Shebanov, L. & Burman, K.Shebanov L. lan Borman K. ing solusi solid scandium-lead-scandium kanthi efek elektrocalorik sing dhuwur.Ferroelektrektrik 127, 143-148 (1992).
Matur nuwun N. Furusawa, Y. Inouue, lan K. Honda kanggo pitulung kanggo nggawe MLC. Pl, ing, yn, aa, jl, munggah, vk, obh, thep, thanks kanggo nyengkuyung karya riset nasional (fnr) kanggo nyengkuyung karya iki liwat camelheat c1 / ms / 14718071 / Defay lan Bridges2021 / MS / 16282302 / Cecoha / Defay.
Departemen Reset lan Teknologi, Institut Teknologi Luxembourg (Dhaptar), BelVoir, Luxembourg