Электр энергиясының тұрақты көздерін ұсыну - осы ғасырдың маңызды міндеттерінің бірі. Энергия жинайтын материалдардағы зерттеу бағыттары осы мотивациядан, оның ішінде термоэлектрлік1, фотоэлектрлік2 және термофотовольтика3. Бізде джоуль диапазонында энергия жинауға қабілетті материалдар мен құрылғылар жетіспейтіндігімізде, электр энергиясын мезгіл-мезгіл температураға айналдыра алатын пироэлектрлік материалдар сенсорлар4 және энергия жинайтын комбайндар болып саналады5,6,7. Мұнда біз макроскопиялық жылу энергетикалық комбайнын жасадық, бұл термодинамикалық цикл үшін 11,2 j электр энергиясын өндіріп, 42 грамм қорғасын-снарандий таналатынан жасалған көп қабатты конденсатор құрды. Әрбір пироэлектрлік модуль электр энергиясының тығыздығын әр циклге 4,43 J см-3-ке дейін жасай алады. Сондай-ақ, біз осындай екі модульдің салмағы 0,3 г болатын екі модульдің ендірілген микроконтроллерлері мен температура сенсорлары бар дербес энергияны жинауға жеткілікті екенін көрсетеміз. Соңында, біз 10 К температуралық диапазонда, бұл көп қабатты конденсаторлар 40% карнот тиімділігіне жетуі мүмкін екенін көрсетеміз. Бұл қасиеттер (1) жоғары тиімділік үшін ферроэлектрлік фазаның өзгеруіне байланысты (1), (2) шығындардың төмендеуі, ал шығындар, (3) жоғары кернеу. Бұл макроскопиялық, масштабтау және тиімді пироэлектрондық комбайндар термоэлектрлік электр энергиясын өндіруді қайта құруда.
Термоэлектрлік материалдар үшін қажетті кеңістіктік температура градиенімен салыстырғанда, термоэлектрлік материалдарды энергия жинау уақыт өте келе температураны қажет етеді. Бұл энтропия (лар) дестраграмма (t) диаграммасында сипатталған термодинамикалық циклді білдіреді. 1А-сурет көрсетілмеген, сызықты емес пироэлектрлік (NLP) кәдімгі сюжетті көрсетеді. St диаграммасындағы циклдің көк және жасыл бөлімдері Олон цикліндегі түрлендірілген электр энергиясына сәйкес келеді (екі изотермалдық және екі изополь секциясы). Мұнда біз әр түрлі температурамен, температура өзгеріп, температура өзгереді және температурасы бірдей екі циклді қарастырамыз. Жасыл цикл фазалық ауысу аймағында орналаспайды, сондықтан фазалық ауысу аймағында орналасқан көгілдір циклге қарағанда әлдеқайда аз. Ст диаграммасында аймақ үлкенірек, соғұрлым жиналған энергия. Сондықтан фазалық ауысу көп энергия жинауы керек. NLP-дегі үлкен велосипедке деген қажеттілігі 9, 10, 11, 12 электротермиялық қосымшалардың қажеттілігі өте ұқсас, онда PST Multillayer конденсаторлары (MLCS) және PVDF негізіндегі терполимерлер жақында кері нәтиже көрсетті. 13,14,15,16 циклдағы салқындату күйі. Сондықтан, біз жылу энергиясын жинау үшін PST MLC қызығушылық таныттық. Бұл үлгілер әдістерде толық сипатталды және 1 қосымша жазбалармен сипатталды (сканерлеуші ​​электронды микроскопия), 2 (рентгендік дифракция) және 3 (калориметрия).
A, энтропия (тар) эскизі - фазалық ауысуларды көрсететін NLP материалдарына қосылып, электр өрісі қосылған және өшірілген учаскелер. Екі түрлі деңгейдегі цикл екі түрлі температура аймағында көрсетілген. Көк және жасыл циклдер фазалық ауысудың ішінде және одан тыс жерлерде, сәйкесінше және бетінің әртүрлі аймақтарында аяқталады. В, екі De PST MLC бір-біріне дейін, қалыңдығы 1 мм, см-1 аралығында 20 ° C және 90 ° C температурада, сәйкесінше және тиісті OLSEN циклдері. ABCD әріптері Olson Цикліндегі әр түрлі мемлекеттерге жатады. AB: MLCS 155 кВ см-1-ге 20 ° C температурада алынады. BC: MLC 155 кВ см-1-де сақталды, ал температура 90 ° C дейін көтерілді. CD: MLC разрядтары 90 ° C температурада. DA: MLC нөлдік өріске 20 ° C-қа дейін салқындатылады. Көк аудан циклды бастау үшін қажет кіріс қуатына сәйкес келеді. Қызғылт сары аймақ - бұл бір циклде жиналған энергия. C, жоғарғы панель, кернеу (қара) және ағымдағы (қызыл) және сол Olson циклі кезінде бақыланады b. Екі кірістіру циклдағы негізгі нүктелердегі кернеу мен ток күшейтуді білдіреді. Төменгі панельде сары және жасыл қисықтар тиісті температура мен қуат қисықтары сәйкесінше, қалыңдығы 1 мм-ге арналған. Энергия жоғарғы панельдегі ток және кернеу қисықтарынан есептеледі. Теріс энергия жиналған қуатқа сәйкес келеді. Төрт фигурадағы бас әріптерге сәйкес қадамдар Олон цикліндегідей. Cycle циклі ABCD стерлинг цикліне сәйкес келеді (қосымша ескерту).
мұндағы e және d электр өрісі және электр өрісі және электр қондырғылары сәйкесінше. ND-ді жанама түрде DE тізбегінен (Cурет 1b) немесе тікелей термодинамикалық циклды бастау арқылы алуға болады. Ең пайдалы әдістерді Ольсен 1980-17жалдардағы пироэлектрлік энергияны жинау бойынша оның ізашарлық жұмыстарында сипаттаған.
Суретте. 1b-дің 1 мм қалыңдығы 1 мм жуғыш пист-MLC үлгілерінде, сәйкесінше 20 ° C және 90 ° C-тан, сәйкесінше 0-ден 155 кВ см-1 (600 В) асып кетеді. Бұл екі циклді 1А суретте көрсетілген олон циклы жинаған қуатты жанама түрде қолдануға болады. Шын мәнінде, Ольсен циклі екі изофилд филиалы (мұнда, DA филиалындағы нөлдік алаң және BC филиалындағы 155 кВ-1 см-1) және екі изотермиялық филиалдар (мұнда, 20 ° С және 20 ° С). CD филиалында CD филиалында) цикл кезінде жиналған энергия апельсин және көк аймақтарға сәйкес келеді (EDD INTEX). Жиналған энергияның ND - бұл кіріс пен шығыс энергиясының арасындағы айырмашылық, яғни тек сарғыш аймақ. 1b. Бұл нақты Olson циклы 1,78 J см-3 энергиясының тығыздығына ие. Стирлинг циклы олон цикліне балама (қосымша нота). Тұрақты зарядтау сатысы (ашық тізбек) оңай қол жеткізіледі, 1B суретінен алынған энергияның тығыздығы 1b (цикл) 1,25 J см-3-қа жетеді. Бұл Olson циклінің тек 70% құрайды, бірақ қарапайым егін жинау жабдықтары жасайды.
Сонымен қатар, біз Olson циклі кезінде жиналған энергияны PST MLC-ді PST MLC-ді LINKAM температурасын басқару кезеңін және бастапқы есептегішті (әдісін) қуаттай отырып тікелей өлшейдік. Сурет 1c жоғарғы жағында және тиісті экссельдерде сол OLSON циклы арқылы өтетін 1 мм қалыңдығы 1 мм-де жиналған ағымдағы (қызыл) және кернеу (қара) көрсетілген. Ағымдағы және кернеу жиналған энергияны есептеуге мүмкіндік береді, ал қисықтар суретте көрсетілген. 1С, төменгі (жасыл) және температура (сары) цикл бойынша. ABCD әріптері 1-суреттегі әріптермен бірдей Бұл тұрақты бастапқы токтың салдары - кернеу қисығы (қара қисығы) сызықты емес ықтимал ығысу өрісіне байланысты сызықтық емес (D PST) D PST (Cурет 1c, үстіңгі қабаты). Зарядтаудың соңында 30 МДС электр энергиясы MLC-де сақталады (B нүктесі). Содан кейін MLC қызады және кернеуі 600 ° C температурадан кейін шығарылады, ал температура 90 ° C-қа дейін, ал ток схемасы осы isofield кезінде 35 мж. Содан кейін MLC-тегі кернеу азаяды, содан кейін 30 мадр электр жұмысының нәтижесінде төмендетіледі. Жалпы шығу энергиясы 95 млн. Жиналған энергия - бұл кіріс және шығыс энергиясы арасындағы айырмашылық, ол 95-30 = 65 мж. Бұл 1,84 J см-3 энергиясының тығыздығына сәйкес келеді, бұл Де сақинадан алынған ND-ге өте жақын. Бұл Olson циклының репродукциясы кеңінен тексерілген (қосымша ескерту). Кернеу мен температураны одан әрі арттыру арқылы біз 4,43 J см-3, біз OLSEN циклдерін пайдаланып, 750 В (195 кВ см-1) және 175 ° C температурада. Бұл тікелей O3-Pbtio3 (PBN-PT) (PMN-PT) (PMN-PT) (PBN-PT) (PBN-PT) (PBN-PT) 18 (PMN-PT) 18 (PMN-PT) (PMN-PT) 18 (PMN-PT)) алынды. Бұл өнімділікке осы МҰЛО-ның ағып кетуінің өте төмен, мысалы, 750 В және 180 ° C температурада, 180 ° C температурада (Қосымша ескертулер) - SMITH et at al.19-ді бұрынғы зерттеулерде қолданылған материалдардан жасалған маңызды нүкте17,20. Бұл өнімділікке осы МҰЛО-ның ағып кетуінің өте төмен, мысалы, 750 В және 180 ° C температурада, 180 ° C температурада (Қосымша ескертулер) - SMITH et at al.19-ді бұрынғы зерттеулерде қолданылған материалдардан жасалған маңызды нүкте17,20. Эти Характики Были достигнуты благодаря очень низкому Токому током Дополнительном применчании 6) - критический Момент, Упомянуй смитом және др. 19 - оттличие от кгі кг кмералам, использованным в БОЛЕЕЕ РАНИХ17,20. Бұл сипаттамаларға осы МҰЛС ағып кетуіне байланысты болды (<10-7 A және 180 ° C температурада және 180 ° C температурада, толығырақ 6-дан қараңыз) - Smith et al. 19 - Бұрынғы оқуда қолданылатын материалдардан керісінше17,20.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.由于由于由于 Мульд 的 泄漏 非常 (在 在 在 750 在 和和 <10-7 A, 参见参见 说明 6 中))))))))))))))))))))))) Поскольки этихки Этих млх-очень низкий (<10-7 А PRI 750 в) (<10-7 А Прри 750 в) Упомянутый смитом и д. 19 - Для сравнения, Были достигнуты эти Характеристики. Осы MLC-тің ағып кету тогы өте төмен болғандықтан (<10-7 A және 180 ° C температурада және 180 ° C температурада, қосымша ескертулер 6 қараңыз) - Smith et al. 19 - салыстыру үшін бұл қойылымдарға қол жеткізілді.Бұрынғы зерттеулерде пайдаланылған материалдарға 17,20.
Дәл осындай жағдайлар (600 В, 20-90 ° C) стерлинг цикліне қолданылады (қосымша ескерту). Де цикл нәтижелерінен күткендей, кірістілік 41,0 млн. Стирлинг циклдерінің ең керемет ерекшеліктерінің бірі - олардың термоэлектрлік эффект арқылы бастапқы кернеуді күшейту мүмкіндігі. Біз 39-ға дейінгі кернеудің пайдаын байқадық (бастапқы кернеудің бастапқы кернеуі 590 В-қа дейін, 590 В-ге дейін, қосымша 7.2-суретті қараңыз).
Бұл MLC-тің тағы бір ерекшелігі - бұл олардың макроскопиялық нысандар, бұл макроскопиялық нысандар, бұл джоуль диапазонында энергия жинауға жеткілікті. Сондықтан, біз қалыңдығы 1 мм-ді пайдаланып, 28 млн. Pst Pstrver (Harv1) көмегімен, суретте көрсетілгендей, 7 × 4 матрицада, 7 × 4 матрицадан кейін, 7 × 4 матрицадан кейін біз сұйықтықтың температурасы тұрақты (әдіс) прототиптерінің прототипін құрдық. Суретте сипатталған олон циклын пайдалану 3.1 j-ға дейін жинаңыз. 2а, изотермиялық аймақтар және 10 ° C және 125 ° C және 0 және 750 В (195 кВ см-1). Бұл 3,14 J см-3 энергия тығыздығына сәйкес келеді. Осы комбинатты пайдалану, өлшеу әртүрлі жағдайларда қабылданды (Cурет 2b). 1,8 j температуралық диапазоннан 80 ° C және кернеуі 600 В (155 кВ-1) бойынша алынғанын ескеріңіз. Бұл бұрын көрсетілген PST MLC-ге қарағанда 65 MJ 65 MJ-мен бірдей келісімде (28 × 65 = 1820 мж).
A, Consited Harv1 прототипінің эксперименттік қондырғы 28 млн. Төрт цикл қадамының әрқайсысы үшін температура мен кернеу прототипте келтірілген. Компьютер суық және ыстық су қоймалары, екі клапан және қуат көзі арасындағы диэлектрлік сұйықтықты тарататын перистальтикалық сорғыны басқарады. Сондай-ақ, компьютер сонымен қатар прототипке берілген кернеу мен ток туралы деректерді және электрмен жабдықтау температурасының температурасына деректерді жинау үшін де пайдаланады. B, энергия (түс) біздің 4 × 7 мл прототиптеріміздің температуралық диапазонымен (x осі) және кернеу (y осі) және әр түрлі тәжірибелерде жиналған.
Қалыңдығы 60 PSTS CLC 1 мм және 160 PST MLC қалыңдығы 0,5 мм (41,7 г белсенді пироэлектрлік материалы), 11.2 J (8). 1984 жылы Олсен 317 г қалдық доппен (zr, zr, zr, zr, zr, zr, ti) O3 қосылысы негізінде қуат жинады. Бұл комбайн үшін бұл Джоуль диапазонындағы жалғыз басқа мән. Бұл біз қол жеткізген құнның жартысынан астамын және сапасына жеті есе көп. Бұл дегеніміз, Harv2 энергиясының тығыздығы 13 есе жоғары екенін білдіреді.
Harv1 циклы кезеңі - 57 секунд. Бұл 54 МВт қуаттылығы бар 54 МВт болатын, қалыңдығы 1 мм қалыңдығы 1 мм-дің жиынтығы. Одан әрі бір қадам жасау үшін біз үшінші комбайн (Harv3) 0,5 мм пст-MLC және Carv1 және Harv2-ге ұқсас қондырғылармен (9) құрдық. Біз термализация уақытын 12,5 секундты өлшедік. Бұл цикл уақытына сәйкес келеді (қосымша 9 сурет). Жиналған энергия (47 МЖ) электр қуатын (47 МЖ) электр қуатын береді, бұл өз кезегінде Harv2 0,55 Вт (шамамен 1,95 МВт 285 мВт 285 мВт 28 мг-28 мм) шығарады деп елестетуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, біз Harv1 эксперименттеріне сәйкес келетін ақырлы элементтерді модельдеу (комсол, қосымша ескерту және 2-4) көмегімен жылу беруді модельдеттік. Ақырлы элементті модельдеу қуат құндылықтарын MLC бағанының бірдей санына (430 МВт) дерлік, MLC-ді 0,2 мм-ге дейін, суды салқындатқыш ретінде қолданып, 7 қатарға дейін қалпына келтіріңіз. × 4 Бағандар (қосымша, қосымша, резервуарға 10В) қосымша болған кезде 960 МВт болды).
Бұл коллектордың пайдалылығын көрсету үшін, стерлинг циклі, стерлингтік дисплейге арналған стерлингтік компенсаторға жылу коллекторлары, жоғары кернеу қосқышы, DC / DC түрлендіргіші, төмен кернеу қосқышы, төмен қуатты микроконтроллер, екі термоба және сергіткіш түрлендіргіш (қосымша ескерту). Схема сақтау конденсаторын 9В-да зарядталады, содан кейін екі мл-ден 85 ° C-қа дейін созылады, ал температурасы -5 ° C-тан 85 ° C-тан, мұнда 160 с жылдамдықпен (бірнеше циклдер 11). Едәуір, салмағы 0,3 г өлшейтін екі МҰҚ осы үлкен жүйені автономды түрде басқарады. Тағы бір қызықты мүмкіндік - төмен кернеу түрлендіргіші 400V-ден 10-15в-қа дейін, 79% тиімділікпен (қосымша ескерту және қосымша 11.3-график) түрлендіруге қабілетті.
Соңында, біз жылу энергиясын электр энергиясына айналдырудағы осы MLC модульдерінің тиімділігін бағаладық. Тиімділіктің сапа коэффициенті Жиналған электр энергиясының тығыздығының тығыздығының тығыздығының, QIIN қосалқы жылудың тығыздығына қатынасы ретінде анықталады (қосымша нота):
3a, b, b, Bysen Циклінің тиімділігін және сәйкесінше, температура диапазонының диспотизациялық тиімділігін, сәйкесінше, шамамен 0,5 мм болатын PST MLC функциясы ретінде. Екі деректер жиынтығы да 195 кВ см-1 электр өрісіне беріледі. Тиімділік \ (\ (\) 1,43% -ға жетеді, бұл ηr-дің 18% құрайды. Дегенмен, температурасы 10 ° C-тан 35 ° C-қа дейін 10 К-ден 35 ° C-қа дейін, ηr 40% дейін (3В суреттегі көк қисық) жетеді. Бұл 10 К және 300 кВ см-1 температурасындағы PMN-PT фильмдерінде (ηr = 19%) жазылған NLP материалдарының белгілі мәні (19%). 10 К температура диапазоны қарастырылмады, өйткені PST MLC жылу гистерезі 5-тен 8-ге дейін, фазалық ауысулардың тиімділікке оң әсерін тану өте маңызды. Шын мәнінде, η және ηr оңтайлы шамалары барлық дерлік бастапқы температурада TI = 25 ° C-та інжірде алынған. 3а, ә. Бұл ешқандай өріс қолданылмаған кезде және курий температурасы TC-ді жақын фазалық ауысуға байланысты және TC бұл MLC-де шамамен 20 ° C болады (қосымша ескерту).
A, B, тиімділік η және Olson циклінің (A) \ ({\ \ ← &} \ {{\ {}} {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} \ {\ {}} \ {\ {}}} Өрістің максималды және } \, \, \, \, \, \) (b) δCSPAN температуралық аралығына байланысты қалыңдығы 0,5 мм.
Соңғы бақылау екі маңызды әсерге ие: (1) кез-келген тиімді велоспорт TC-дің дана фазалық ауысуы үшін ТС-дан жоғары температурада басталуы керек (пароэлектрлік электрден)); (2) Бұл материалдар TC-ге жақын жұмыс уақытында тиімді. Біздің тәжірибелерімізде үлкен мөлшерде тиімділік көрсетілсе де, шектеулі температура шегінде карнот шегі (\ (\ (\ delta t / t \)) үлкен абсолютті тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік бермейді. Алайда, осы PST MLC-ді көрсеткен керемет тиімділік Олсенді «идеалды класс 20 ° C және 250 ° C температурада жұмыс істейтін 20% және 250 ° C-қа дейін тиімділігі» 17% -дан сақтандырғанын дәлелдейді. Осы құндылықтарға жету және Тұжырымдаманы тексеру үшін, Допед Psts допед Psts-ті әр түрлі TCS-пен, зерттегендей, Шебанов пен Борман зерттеген пайдалы болар еді. Олар PST-дегі TC 3 ° C (SB допингімен) әр түрлі болуы мүмкін екенін көрсетті. Сондықтан, біз Pyroetlection генерациялық регациялары Doped PST MLC-ге немесе алғашқы тапсырыс фазалық ауысуы бар басқа материалдарды ең жақсы комбайндармен бәсекеге түсе аламыз деген болжам.
Бұл зерттеуде біз PST-тен жасалған MLC-ді зерттедік. Бұл құрылғылар бірнеше конденсатор параллель қосылған болатын PT және Pst электродтарынан тұрады. PST таңдалды, өйткені бұл өте жақсы EC материалы, сондықтан керемет NLP материалы. Ол өзінің энтропиядағы өзгерістері 1-суретте көрсетілгендерге ұқсас болатындығын көрсетеді. Бұл зерттеуде біз 10,4 × 7,2 × × 1 мм³ 10,4 × 7,2 × 0,5 мм³ 0,5 мм³ 0,5 мм³ 0,5 мм³. Қалыңдығы 1 мм және 0,5 мм болатын MLC-тің ұзақтығы сәйкесінше 38,6 мкм болатын PST 19 және 9 қабаттарынан жасалды. Екі жағдайда да, ішкі Pst қабаты қалыңдығы 2,05 мкм болатын платиналық электродтар аралығында орналастырылды. Бұл MLC дизайны электродтар арасындағы бөлікке сәйкес келетін PSTS-тің 55% -ы белсенді болып табылады (қосымша ескерту). Белсенді электродтың ауданы 48,7 мм2 құрады (қосымша кесте). MLC PST қатты фазалық реакция және құю әдісімен дайындалған. Дайындық процесінің егжей-тегжейлері алдыңғы 14 бапта сипатталған. PST MLC арасындағы айырмашылықтардың бірі және алдыңғы мақаланың бірі - В-сайттардың тәртібі, бұл ПСТ-де EC-тің жұмысына әсер етеді. PST MLC В-сайттарының бұйрығы сағат 14.75 (қосымша нота), содан кейін 1000 ° C температурада ұзақ уақыт бойы созылған ұзақ уақытқа созылады. PST MLC туралы қосымша ақпарат алу үшін 1-3 және қосымша 5-кестеден қараңыз.
Бұл зерттеудің негізгі тұжырымдамасы олон цикліне негізделген (1-сурет). Мұндай цикл үшін бізге ыстық және суық резервуар және әр түрлі MLC модульдеріндегі кернеу мен токты бақылауға қабілетті резервуар қажет. Бұл тікелей циклдер екі түрлі конфигурацияны қолданды, атап айтқанда (1) Linkam модульдері kletly 2410 қуат көзіне қосылған, және (2) үш прототип (Harv1, Harv2 және Harv3), мысалы, бірдей көзі бар. Соңғы жағдайда, екі су қоймасы (ыстық және суық) және MLC арасындағы жылу алмасу үшін диэлектрлік сұйықтық (сигма 25 ° C-қа дейін тұтқырлығы 25 ° C-қа дейін)) қолданылады. Жылу су қоймасы диэлектрлік сұйықтықтан толы және жылу табағының үстіне қойылған шыны ыдыстан тұрады. Суық сақтау су ваннасынан тұрады, олар су мен мұзбен толтырылған үлкен пластикалық контейнерде диэлектрлік сұйықтық бар сұйық түтіктері бар су ваннасынан тұрады. Екі үш жақты қысылған клапандар (био-химиялық сұйықтан сатып алынған) комбинаның әр ұшына біріктірудің әр ұшына орналастырылды (бір резервуардан екіншісіне) сұйықтықты дұрыс ауыстыру (2А-сурет). PST-MLC бумасы мен салқындатқыш арасындағы жылу тепе-теңдігін қамтамасыз ету үшін, цикл кезеңі кіріс және шығыс термопаралары (PST-MLC пакетіне мүмкіндігінше жақын болғанша) бірдей температураны көрсетті. Python сценарийі дұрыс олон циклын іске қосу үшін барлық құралдарды (бастапқы өлшегіштер, сорғылар, клапандар, клапандар, клапандар, клапандар және термопараттар) басқарады және синхрондайды, яғни Салқындатқыш цикл, мысалы, Салқындатқыш цикл, мысалы, Салқындатқыш цикл.
Сонымен қатар, біз жиналған энергияның тікелей өлшеулерін жанама әдістермен растадық. Бұл жанама әдістер электр өрісі (D) - әр түрлі температурада жиналған электр өрісі (д) далалық ілмектеріне және екі лоцикс арасындағы аймақты есептеу арқылы, суретте көрсетілгендей, қанша энергия жинауға болатындығын дәл бағалауға болады. 2-суретте. .1b. Бұл ілмектер сонымен қатар Кейтлидің бастапқы өлшегіштер көмегімен жиналады.
Жиырма сегіз 1 мм қалыңдығы 1 мм пст-МҰҚ, анықтамада сипатталған дизайнға сәйкес 4-баған, 7 бетінше параллель табақша құрастырылды. 14. PST-MLC жолдары арасындағы сұйықтық алшақтық - 0,75 мм. Бұған PST MLC жиектерінің айналасында екі жақты таспаның жолақтарын қосу арқылы қол жеткізіледі. PST MLC электродтармен байланыста болатын күміс эпоксиялық көпірмен бірге электрлік қосылады. Осыдан кейін электр желілеріне қосылу үшін электродтар терминалдарының әр жағына күміс эпоксидті шайырмен желімделген. Соңында, бүкіл құрылымды полиолфин шлангісіне салыңыз. Соңғысы сұйық түтікке жабыстырылады, олар дұрыс тығыздауды қамтамасыз етеді. Соңында, 0,25 мм қалың k-типті термопараттар PST-MLC құрылымының әр ұшына кіреді және шығыс сұйықтықтың температурасын бақылау үшін жасалды. Мұны істеу үшін шланг алдымен перфорациялануы керек. Термопарлын орнатқаннан кейін, кормопара шланг пен тығыздағышты қалпына келтіру үшін сымдар арасында бірдей желімді қолданыңыз.
Сегіз бөлек прототиптер салынды, оның төртеуі 5 баған және 8 жолмен параллель тақталар түрінде бөлінген, ал қалған төртеуі әрқайсысы 15 1 мм-ге ие болды. 3 бағанда × 5 қатардағы параллель параллельдің құрылымында. Пайдаланылған PST MLC-тің жалпы саны 220 (қалыңдығы 160 0,5 мм және 60 PST MLC қалыңдығы 1 мм) болды. Біз осы екі бөлімге harv2_160 және harv2_60 деп атаймыз. Harv2_160 прототипіндегі сұйықтық алшақтық екі екі жақты дақылдардан тұрады, қалыңдығы 0,25 мм, қалыңдығы 0,25 мм, олардың арасында қалыңдығы. Harv2_60 прототипі үшін біз бірдей процедураны қайталадық, бірақ қалың сымды 0,38 мм. Симметрия үшін, Harv2_160 және Harv2_60 үшін өздерінің сұйық тізбектері, сорғылар, клапандар және суық жағы бар (қосымша нота). Екі прога бірлігі жылу резервуарымен бөлісіңіз, 3 литр контейнер (30 см x 20 см x 5 см) айналмалы магниттері бар екі ыстық тақтайшамен бөлісіңіз. Барлық сегіз жеке прототиптер параллельді түрде электрмен қосылған. Harv2_160 және Harv2_60 бөлімшелері бір уақытта Olson Циклінде жұмыс істейді, нәтижесінде 11.2 Дж.
Қалыңдығы 0,5 мм. Шағын мөлшеріне байланысты прототип ыстық немесе суық резервуар клапанының қасында орналастырылған, цикл уақыттарын азайтады.
PST MLC-де тұрақты электр өрісі жылу беру саласына тұрақты кернеуді қолдану арқылы қолданылады. Нәтижесінде теріс жылу тогы пайда болады және энергия сақталады. PST MLC қыздырғаннан кейін өріс алынды (v = 0), алайда сақталған қуат көзге арналған есептегішке қайтарылады, бұл жиналған энергияның тағы бір үлесіне сәйкес келеді. Соңында, V = 0 қолданылған кернеуі бар, MLC Psts бастапқы температураға дейін салқындатылады, осылайша цикл қайтадан басталуы мүмкін. Бұл кезеңде энергия жиналмайды. Біз Олсен циклін KEithley 2410 Sourcemeter-ді пайдаланып, PST MLC-ді кернеу көзінен зарядтап, ағымдағы сәйкестендіру көзінен зарядтадық және ағымдағы сәйкестікті тиісті мәнге орнатамыз, осылайша тиісті энергия есептеулерінде зарядтау кезеңінде жеткілікті нүктелер жиналды.
Стирлинг циклдерінде PST MLCS кернеу көзі режимінде кернеу көзі режимінде (бастапқы кернеу VI> 0), зарядтау қадамы шамамен 1 секундты алады (және энергияны сенімді есептеу үшін және жеткілікті балл жиналады) және салқын температурада. Стирлинг циклдерінде PST MLCS кернеу көзі режимінде кернеу көзі режимінде (бастапқы кернеу VI> 0), зарядтау қадамы шамамен 1 секундты алады (және энергияны сенімді есептеу үшін және жеткілікті балл жиналады) және салқын температурада. В циклах Стирлинга PST MLC Заряжались в рэжиме источника Напряжения при-начальномы НАПРЯЖЕНИЕЕЕЕЕЕ және 0), желеемоммундық податливом Токе, Такко эта Этап занимает Около 1 с (и н набирается Достатое колчество) ТОЧЕК для энжного энергиа) және холодная тепаратуРа. Стирлинг PST MLC циклінде олар электр өрісінің бастапқы мәнінде (бастапқы кернеу VI> 0), зарядтау сатысы шамамен 1 секундты алады (және жеткілікті мөлшерде нүктелер саны сенімді энергияны есептеу үшін жиналады) және суық температура.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. Магистрлік циклде PST MLC кернеу көзі режимінде (бастапқы кернеу) вольтаждық режимде ақы алынады (бастапқы кернеу), ал кернеудің ағымдық режимінде зарядтау ағымы (энергияны (энергияны) және төмен температураға дейін жинады. В Цикле стирлинга PST MLC Заряжается в режиме источника НАПРяЖения с начярния с начальным значением электорического полья (начальное) НАПРЯЖЕНИЕЕЕЕЕЕЕ> 0), Требуемый Ток Податиливости Таков, что этап запория занимает Около 1 с (и набирается Достатое колчество) Точек, Чтобы Надежное рассчитатать энергию) және н н ны Стирлинг циклінде PST MLC электр өрісінің бастапқы мәні (бастапқы кернеу VI> 0), талап етілетін сәйкестік ағымында зарядталған (және зарядтау »сахнасы шамамен 1 секундты алады (және энергияны сенімді түрде есептейді) және төмен температуралар.PST MLC қызып кетпес бұрын, тізбекті i = 0 ma сәйкестендіру арқылы ашыңыз (біздің өлшеу көзіміздің ең төменгі сәйкестігіміз 10 на). Нәтижесінде зарядтау MJK пстте қалады, ал үлгіні қыздырған сайын кернеу артады. BC-де ешқандай қуат жиналмайды, өйткені i = 0 ma. Жоғары температурада болғаннан кейін, MLT FT-дағы кернеу (кейбір жағдайларда 30 реттен көп) артады (қосымша 7.2), MLK FT зарядталған (V = 0), ал электр энергиясы олар бастапқы зарядталғанмен бірдей сақталады. Дәл осындай ағымдағы хат-хабарлар метрлік ақпарат көзіне қайтарылады. Кернеу пайда болуына байланысты, сақталған энергия циклдің басында берілгеннен жоғары. Демек, энергия жылуды электр қуатына айналдыру арқылы алынады.
Біз KEitley 2410 Sourcemeter-ді PST MLC-ге қолданылатын кернеу мен токты бақылау үшін қолдандық. Тиісті қуат KEithley's Code есептегішінің кернеуі мен токын біріктіру арқылы есептеледі, \ (e = {\ int}} {0}} {0}} {\ tau} {\}} {} \ rm {\ rm \ rm} \} \ \), мұндағы (t) \) τ - кезең кезеңі. Біздің энергетикалық қисықымызда жағымды энергия құндылықтары біз MLC PST-ге беретін энергияны білдіреді, ал теріс құндылықтар біз олардан алынатын энергияны, сондықтан алған энергияны білдіреді. Берілген коллекциялық цикл үшін салыстырмалы қуат жиналған энергияны бүкіл циклдің ¼ кезеңімен бөлу арқылы анықталады.
Барлық деректер негізгі мәтінде немесе қосымша ақпаратта ұсынылған. Материалдарға арналған хаттар мен сұраулар осы мақаламен қамтамасыз етілген деректердің көзіне жіберілуі керек.
Андо Кіші, О, Маран, Ало және Гено, ҰК-ның энергия жинауға арналған термоэлектрлік микроэнераторлардың дамуы мен қосымшаларына шолу. Андо Кіші, О, Маран, Ало және Гено, ҰК-ның энергия жинауға арналған термоэлектрлік микроэнераторлардың дамуы мен қосымшаларына шолу.Андо кіші, Огайо, Огай, Маран, Ало және Хено, ҰК-ның энергия жинауға арналған термоэлектрлік микроэнераторларды әзірлеуге және қолдануға шолу. Андо Кіші, О, Маран, Ало және Хено, NC 回顾用于能量收集的热电微型发电机的开发和应用. Андо Кіші, О, Маран, Ало және Хено, ҰКАндо Кіші, Огайо, Огай, Маран, Ало және Хено, ҰК, термоэлектрлік микроэнераторлардың энергия жинауға және қолданылуын қарастыруда.Түйіндеме. Қолдау. Энергия Аян 91, 376-393 (2018).
Полмен, А., рыцарь, М., Гарнетт, EC, EHRLER, EHRLER, EHRLER, B. және Sinke, WC фотоэлектрлік материалдар: қазіргі тиімділіктер және болашақ сынақтар. Полмен, А., рыцарь, М., Гарнетт, EC, EHRLER, EHRLER, EHRLER, B. және Sinke, WC фотоэлектрлік материалдар: қазіргі тиімділіктер және болашақ сынақтар.Полмен, А., Рыцарь, М., Гарнетт, Эхнетт, Эхрлер, Эхрлер, Б., ВК фотоэлектрлік материалдары: ағымдық қойылымдар және болашақ сынақтар. Полмен, А., Рыцарь, М., Гарнетт, Гарнетт, EC, EHRLER, B. & Sinke, WC: 目前的效率和未来的挑战. Полмен, А., Рыцарь, М., Гарнетт, EC, EHRLER, EHRLER, B., B. және Sinke, WC күн материалдары: қазіргі тиімділік және болашақ проблемалар.Полмен, А., Рыцарь, М., Гарнетт, Эхнетт, Эхрлер, Эхрлер, Б., ВК фотоэлектрлік материалдары: ағымдық қойылымдар және болашақ сынақтар.Science 352, Aad4424 (2016).
Ән, Жао, Жао, Р., Ванг, З.Л. және Ян, y. Өздігінен жұмыс істеу үшін бір уақытта температура мен қысыммен сезіну үшін пиро-пиезоэлектрлік әсер. Ән, Жао, Жао, Р., Ванг, З.Л. және Ян, Ю.Көгілдір, y. бір уақытта температура мен қысыммен сезіну үшін y. конъюнктор пьезоэлектрлік әсері.Ән, Жао Р., Ван З.Л және Ян Ю. Кездейсоқ пиропиезоэлектрлік әсерді бір уақытта бір уақытта температура мен қысымды өлшеу үшін. Ән, К., Жао, Р., Ван, З.Л. және Ян, Ю. Ән, Жао, Жао, Р., Ванг, З.Л және Ян, Ю-тің температурасы мен қысымымен бір уақытта өзін-өзі күтегені үшін.Ән, Жао Р., Ван З.Л және Ян Ю. Кездейсоқ термопиезоэлектрлік эффект Температураны және қысымды бір уақытта өлшеу үшін.Алға. Alma Mater 31, 1902831 (2019).
Sebald, G., Pruvost, S. & Guyamar, D. Эриксон пироэлектрлік циклдер негізінде, релаксондық ферроэлектрлік циклдер негізінде энергия жинау. Sebald, G., Pruvost, S. & Guyamar, D. Эриксон пироэлектрлік циклдер негізінде, релаксондық ферроэлектрлік циклдер негізінде энергия жинау.Себальд Г., Prauvost S. және Guyomar D. релаксиялық ферроэлектрлік керамикадағы пироэлектрлік эрикссон циклдарына негізделген энергия жинау.Себальд Г., Prauvost S. және гайомар Д. Эриксон пироэлектрлік велосипедіне негізделген релаксиялық ферроэлектрлік керамикада энергия жинау. Smart Alma Mater. Құрылым. 17, 15012 (2007).
Альпай, СП, мантия, Дж, тролиер-Маккинстри, С., Чжан, С. & Whatmore, & Whatmore, & Whatmore, & Whate-& RWORE, Қатты мемлекеттік электротермиялық энергияны өзара байланыстыру үшін электрокаликалық және пироэлектрлік материалдар. Альпай, СП, мантия, Дж, тролиер-Маккинстри, С., Чжан, С. & Whatmore, & Whatmore, & Whatmore, & Whate-& RWORE, Қатты мемлекеттік электротермиялық энергияны өзара байланыстыру үшін электрокаликалық және пироэлектрлік материалдар. Альпай, СП, мантия, Дж., Тролиер-Маккинстри, С., Чжан, С. және Whatmore, RWORE, RWEROKALORICIE и пирээлектрлік поколения для ВЗАИМНОГО ПРЕБРАЗОВАНИЯ ТВЕРДОТОТОНОЙ ЭЛЕКРОТОТОЛЬНИЧЕЙ ЭНЕРГИИ. Альпай, СП, мантия, Дж., тролиер-маккинстри, S., «Жанг, Q. & Whatmore, & Whatmore, & whatmore, & whatmore, even & whatmore, қатты мемлекеттік электротермиялық қуат көздері үшін электрокаликалық және пироэлектрлік материалдар. Альпай, СП, мантия, Дж., тролиер-маккинстри, S., «Чжан, 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. Альпай, СП, мантия, Дж., тролиер-Маккинстри, S., Чжан, Q. & Whatmore, RW Альпай, СП, мантия, Дж., Тролиер-Маккинстри, С., Чжан, С. және Whatmore, RWORE, RWEROKALORICIE и пирээлектрлік поколения для ВЗАИМНОГО ПРЕБРАЗОВАНИЯ ТВЕРДОТОТОНОЙ ЭЛЕКРОТОТОЛЬНИЧЕЙ ЭНЕРГИИ. Альпай, СП, мантия, Дж., тролиер-маккинстри, S., «Жанг, Q. & Whatmore, & Whatmore, & whatmore, & whatmore, even & whatmore, қатты мемлекеттік электротермиялық қуат көздері үшін электрокаликалық және пироэлектрлік материалдар.Ханым бұқа. 39, 1099-1109 (2014).
Чжан, К., Ванг, Ю., Ванг, З.Л. және Ян, y. Стандартты және пироэлектрлік наногенераторлардың жұмысын сандық анықтауға арналған еңбегі. Чжан, К., Ванг, Ю., Ванг, З.Л. және Ян, y. Стандартты және пироэлектрлік наногенераторлардың жұмысын сандық анықтауға арналған еңбегі.Чжан, К., Ванг, Ю., Ван, З.Л. және Ян, Ю. Пироэлектрогенераторлардың жұмысын сандық және сапалы балл. Чжан, К., Ванг, Ю., Ван, З.Л және Ян, Ю. Чжан, К., Ванг, Ю., Ванг, З.Л. және Ян, Ю.Чжан, К., Ванг, Ю., Ван, З.Л. және Ян, Ю. Пироэлектрогенератордың жұмысын сандық бағалау үшін критерийлер және тиімділік шаралары.Nano Energy 55, 534-540 (2019).
Clossley, S., NAIR, B., Whatmore, RW, MOYA, MOYA, MOYA, X. & Mathur, ND Mathur, ND Mathur, & Mathur, ND Mathur, əлерінің диф-вариациясы арқылы шынайы регеналаттан тұрады. Clossley, S., NAIR, B., Whatmore, RW, MOYA, MOYA, MOYA, X. & Mathur, ND Mathur, ND Mathur, & Mathur, ND Mathur, əлерінің диф-вариациясы арқылы шынайы регеналаттан тұрады.Clossley, S., NAIR, B., WATMORE, RW, RW, RW, MOYA, X. және Mathur, Mathur, ND Mathur, əдерлік модификациялау арқылы шынайы регеналатпен, шынайы регеналатпен. Кресли, С., Наир, В., Whatmore, RW, MOYA, MOYA, X. & Mathur, ND, 通过场变化实现真正的再生. Clssley, S., NAIR, B., Whatmore, RW, MOYA, MOYA, X. Mathur, ND. Тантал 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.Clossley, S., NAIR, B., WATMORE, RW, MOYA, MOYA, X. және Mathur, ND, Scandium қорғасын саусақтарының электротермиялық салқындату циклі өрісті қалпына келтіру арқылы.Физика X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, Ferroic фазалық ауысуларының жанындағы калориялы материалдар. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, Ferroic фазалық ауысуларының жанындағы калориялы материалдар.Моя, X., Кар-Нараян, С. және Матри, Ферроидтық фазалық ауысулардың жанындағы калориялы материалдар. Моя, X., Кар-Нараян, S. & Mathur, ND 铁质相变附近的热量材料. Моя, X., Қар-Нараян, S. & Mathur, қара металлургияның жанындағы термиялық материалдар.Моя, X., Кар-Нараян, S. және Mathur, S. және Mathur, темір фазалық ауысулар маңындағы термиялық материалдар.Nat. Alma Mater 13, 439-450 (2014).
Моя, X. және Mathur, салқындату және жылытуға арналған калориялы материалдар. Моя, X. және Mathur, салқындату және жылытуға арналған калориялы материалдар.Моя, X. және салқындату және жылытуға арналған Nd-дің термиялық материалдар. Моя, X. және Mathur, ND 用于冷却和加热的热量材料. Моя, X. және салқындату және жылытуға арналған термиялық материалдар.Мойла X. және салқындату және жылытуға арналған Mathur Nd жылу материалдары.Ғылым 370, 797-803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Электрокалориялық салқындатқыштар: шолу. Torelló, A. & Defay, E. Электрокалориялық салқындатқыштар: шолу.Торелло, А. және Дефай, E. Электроцальды чиллерлер: шолу. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器: 评论. Torelló, A. & Defay, E. 电热冷却器: 评论.Торелло, А. және Дефай, E. Электротермиялық салқындатқыштар: шолу.Дамыған. Электрондық. Alma Mater. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. және al. Скандиум-скандий-қорғасын жоғары тапсырыс бойынша электроциокаликалық материалдардың көп энергия тиімділігі. Ұлттық байланыс. 12, 3298 (2021).
NAIR, B. және Al. Оксидті көп қабатты конденсаторлардың электротермиялық әсері кең температуралық диапазоннан үлкен. Табиғат 575, 468-472 (2019).
Торелло, А. және Al. Электротермиялық регенераторлардағы үлкен температура диапазоны. Ғылым 370, 125-129 (2020).
Ванг, Е.Т. Жоғары сапалы қатты мемлекеттік электротермиялық салқындату жүйесі. Ғылым 370, 129-133 (2020).
Менг, Ю.Т. Кескінді электротермиялық салқындату Құрылғы Температураның үлкен өсуіне арналған. Ұлттық энергиясы 5, 996-1002 (2020).
Ольсен, РБ және Браун, DD биік эффейминтиді электр энергиясына байланысты пироэлектрлік өлшемдерге дейін жылуды тікелей түрлендіру. Ольсен, РБ және Қоңыр, DD жоғары тиімділігі электр энергиясына байланысты пироэлектрлік өлшемдерге дейін жылуды тікелей түрлендіру.Ольсен, РБ және Қоңыр, DD электр энергиясын электр энергиясына тікелей тиімдірекпен айналдыру. Олсен, РБ және Браун, DD 高效直接将热量转换为电能相关的热释电测量. Олсен, РБ және Браун, DDОльсен, РБ және Қоңыр, DD электр қуатын тиімді тікелей түрлендіру.Ферроэлектриктер 40, 17-27 (1982).
Пандья, S. және Al. Жұқа релаксиялық ферроэлектрлік фильмдердегі энергетикалық және қуат тығыздығы. Ұлттық Алма-матер. https://doi.org/10.1038/S41563-018-0059-005-005-005-00 (2018).
Смит, Анраханан, BM каскадты пироэлектрлік конверсиясы: ферроэлектрлік фазалық ауысуды және электр шығынын оңтайландыру. Смит, Анраханан, BM каскадты пироэлектрлік конверсиясы: ферроэлектрлік фазалық ауысуды және электр шығынын оңтайландыру.Смит, Ханрата, Б.М., BM каскадты пироэлектрлік конверсиясы: ферроэлектрлік фазалық ауысу және электр шығынын оңтайландыру. Смит, Анратрана, BM: 优化铁电相变和电损耗. Смит, Анраханан, BMСмит, Анраханан, BM каскадты пироэлектрлік конверсия: ферроэлектрлік фазалық ауысулар мен электр шығындарын оңтайландыру.J. қолдану. Физика. 128, 24103 (2020).
Hoch, Sr жылу энергиясын электр қуатына айналдыру үшін ферроэлектрлік материалдарды пайдалану. Процесс. IEEE 51, 838-845 (1963).
Олсен, РБ, Бруно, Да, Бриско, Бриско, JM & Dullea, J. Cascaded Pyrolected PiroEleCtral Energy Converter. Олсен, РБ, Бруно, Да, Бриско, Бриско, JM & Dullea, J. Cascaded Pyrolected PiroEleCtral Energy Converter.Олсен, РБ, Бруно, Д.А, Бриско, Бриско, Дж.М және Дуллиа, J. ​​Cascade PiroElectric Power Conserter. Олсен, РБ, Бруно, Д.А., Бриско, Дж.М және Дуллеа, Дж. 级联热释电能量转换器. Олсен, РБ, Бруно, Д.А., Бриско, Дж.М және Дуллеа, Дж. 级联热释电能量转换器.Олсен, РБ, Бруно, Д.А, Бриско, Бриско, Дж.М және Дуллиа, Дж. Каскадталған пироэлектрлік түрлендіргіштер.Ферроэлектриктер 59, 205-219 (1984).
Шебанов, Л. & Борман, Қ., қорғасын-скандий тантыдағы Қатты ерітінділер жоғары электроциокаликалық әсері бар қатты шешімдер. Шебанов, Л. & Борман, Қ., қорғасын-скандий тантыдағы Қатты ерітінділер жоғары электроциокаликалық әсері бар қатты шешімдер.Шебанов Л. және Борман К. жоғары электроциокаликалық әсері бар қорғасын-скандий-тенталаттың қатты шешімдері туралы. Шебанов, Л. және Борман, К. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体. Шебанов, Л. және Борман, К.Шебанов Л. және Борман К. жоғары электроцальды эффектпен Scandium қорғасын-скандиум қатты шешімдері.Ферроэлектриктер 127, 143-148 (1992).
Н. Бурусава, Ю. Иноу және К. Хонда, К. Хонда оларға көмек көрсету үшін олардың көмегі үшін алғыс айтамыз. Pl, YN, AA, JL, YA, AA, JL, gl, gl, vk, vk, vk, vk, g және ed, vk, go, go, go, go, 15 / ms / 11703699 / 15/10935404 / defay-siebentritt, thermodimat c20 / ms / 14718071 / defay және Bridge2021 / MS / 16282302 / Cecoha / Defay.
Материалдарды зерттеу және технологиялар бөлімі, Люксембург Техника институты (тізім), Белвоир, Люксембург