يُعد توفير مصادر مستدامة للكهرباء أحد أهم تحديات هذا القرن. وتنبع مجالات البحث في مواد حصاد الطاقة من هذا الدافع، بما في ذلك الطاقة الحرارية الكهربائية1، والطاقة الكهروضوئية2، والطاقة الكهروضوئية الحرارية3. ورغم نقص المواد والأجهزة القادرة على حصاد الطاقة في نطاق جول، تُعتبر المواد الكهروضوئية القادرة على تحويل الطاقة الكهربائية إلى تغيرات دورية في درجة الحرارة أجهزة استشعار4 وحاصدة للطاقة5،6،7. وقد طورنا هنا حاصدًا للطاقة الحرارية المجهرية على شكل مكثف متعدد الطبقات مصنوع من 42 جرامًا من تانتالات الرصاص الإسكنديوم، يُنتج 11.2 جول من الطاقة الكهربائية لكل دورة ديناميكية حرارية. ويمكن لكل وحدة كهروضوئية توليد كثافة طاقة كهربائية تصل إلى 4.43 جول/سم3 لكل دورة. كما أوضحنا أن وحدتين من هذا النوع، وزن كل منهما 0.3 جرام، تكفيان لتشغيل حاصدات طاقة مستقلة مزودة بوحدات تحكم دقيقة مدمجة وأجهزة استشعار لدرجة الحرارة بشكل مستمر. وأخيرًا، أوضحنا أنه في نطاق درجة حرارة 10 كلفن، يمكن لهذه المكثفات متعددة الطبقات أن تصل إلى كفاءة كارنو بنسبة 40%. ترجع هذه الخصائص إلى (1) تغير الطور الكهروضوئي لضمان كفاءة عالية، (2) تيار تسرب منخفض لمنع الخسائر، و(3) جهد انهيار مرتفع. تُعيد هذه الحاصدات الكهروضوئية، الكبيرة والقابلة للتطوير والفعالة، تصور توليد الطاقة الكهروحرارية.
بالمقارنة مع التدرج المكاني لدرجة الحرارة المطلوب للمواد الكهروحرارية، يتطلب حصاد الطاقة من المواد الكهروحرارية دورات درجة حرارة مع مرور الوقت. وهذا يعني دورة ترموديناميكية، والتي يمكن وصفها بشكل أفضل من خلال مخطط الإنتروبيا (S)-درجة الحرارة (T). يوضح الشكل 1أ مخطط ST نموذجي لمادة كهربائية حرارية غير خطية (NLP) توضح انتقال طور كهربائي حديدي-كهربائي شبه كهربائي مدفوع بالمجال في تانتالات الرصاص الإسكنديوم (PST). يتوافق القسمان الأزرق والأخضر من الدورة على مخطط ST مع الطاقة الكهربائية المحولة في دورة أولسون (قسمان متساوي الحرارة وقسمان متساوي القطب). هنا نأخذ في الاعتبار دورتين بنفس تغير المجال الكهربائي (مجال مفعل ومطفأ) وتغير درجة الحرارة ΔT، وإن كان بدرجات حرارة ابتدائية مختلفة. لا تقع الدورة الخضراء في منطقة انتقال الطور وبالتالي تكون مساحتها أصغر بكثير من الدورة الزرقاء الموجودة في منطقة انتقال الطور. في مخطط ST، كلما كبرت المساحة، زادت الطاقة المجمعة. لذلك، يجب أن يجمع انتقال الطور طاقة أكبر. إن الحاجة إلى دورات مساحة كبيرة في معالجة اللغة الطبيعية (NLP) تُشبه إلى حد كبير الحاجة إلى التطبيقات الكهروحرارية 9، 10، 11، 12، حيث أظهرت مُكثِّفات PST متعددة الطبقات (MLCs) والبوليمرات الثلاثية القائمة على PVDF مؤخرًا أداءً عكسيًا ممتازًا. حالة أداء التبريد في الدورات 13، 14، 15، 16. لذلك، حددنا مُكثِّفات PST متعددة الطبقات (MLCs) ذات أهمية لحصاد الطاقة الحرارية. وُصفت هذه العينات بشكل كامل في الطرق ووُصفت في الملاحظات التكميلية 1 (المجهر الإلكتروني الماسح)، 2 (حيود الأشعة السينية)، و3 (القياس الحراري).
أ، رسم تخطيطي لرسم بياني لدرجة الحرارة والإنتروبيا (S) مع تطبيق مجال كهربائي على مواد NLP يوضح انتقالات الطور. تظهر دورتان لجمع الطاقة في منطقتين مختلفتين في درجة الحرارة. تحدث الدورتان الزرقاء والخضراء داخل وخارج انتقال الطور، على التوالي، وتنتهيان في مناطق مختلفة تمامًا من السطح. ب، حلقتان أحاديتا القطب DE PST MLC، بسُمك 1 مم، تم قياسهما بين 0 و155 كيلو فولت سم-1 عند 20 درجة مئوية و90 درجة مئوية على التوالي، ودورات أولسن المقابلة. تشير الأحرف ABCD إلى حالات مختلفة في دورة أولسون. AB: تم شحن MLCs إلى 155 كيلو فولت سم-1 عند 20 درجة مئوية. BC: تم الحفاظ على MLC عند 155 كيلو فولت سم-1 ورفعت درجة الحرارة إلى 90 درجة مئوية. CD: تفريغ MLC عند 90 درجة مئوية. DA: تم تبريد MLC إلى 20 درجة مئوية في مجال صفري. المنطقة الزرقاء تُمثل طاقة الإدخال اللازمة لبدء الدورة. المنطقة البرتقالية هي الطاقة المُجمعة في دورة واحدة. ج، اللوحة العلوية، الجهد (أسود) والتيار (أحمر) مقابل الزمن، مُتتبعان خلال دورة أولسون نفسها كما في ب. يُمثل الملحقان تضخيم الجهد والتيار عند نقاط رئيسية في الدورة. في اللوحة السفلية، يُمثل المنحنيان الأصفر والأخضر منحنيات درجة الحرارة والطاقة المُقابلة، على التوالي، لطبقة MLC بسمك 1 مم. تُحسب الطاقة من منحنيات التيار والجهد في اللوحة العلوية. الطاقة السالبة تُمثل الطاقة المُجمعة. الخطوات المُقابلة للأحرف الكبيرة في الأشكال الأربعة هي نفسها المُتبعة في دورة أولسون. تُقابل الدورة AB'CD دورة ستيرلينغ (ملاحظة إضافية 7).
حيث E وD هما المجال الكهربائي وحقل الإزاحة الكهربائية على التوالي. يمكن الحصول على النيوديميوم (Nd) بشكل غير مباشر من دائرة الإزاحة الكهربائية (الشكل 1ب) أو مباشرةً ببدء دورة ترموديناميكية. وقد وصف أولسن أكثر الطرق فائدةً في عمله الرائد في جمع الطاقة الكهروحرارية في ثمانينيات القرن العشرين.17
يوضح الشكل 1ب حلقتي DE أحاديتي القطب لعينات PST-MLC بسُمك 1 مم، مُجمّعتين عند درجتي حرارة 20 درجة مئوية و90 درجة مئوية على التوالي، على مدى يتراوح بين 0 و155 كيلو فولت/سم-1 (600 فولت). يمكن استخدام هاتين الدورتين لحساب الطاقة المُجمّعة بواسطة دورة أولسون الموضحة في الشكل 1أ بشكل غير مباشر. في الواقع، تتكون دورة أولسون من فرعين للحقل المتساوي (هنا، مجال صفري في فرع DA و155 كيلو فولت/سم-1 في فرع BC) وفرعين متساويي الحرارة (هنا، مجال 20 درجة مئوية و20 درجة مئوية في فرع AB). C في فرع CD). تتوافق الطاقة المُجمّعة خلال الدورة مع المنطقتين البرتقالية والزرقاء (تكامل EdD). الطاقة المُجمّعة Nd هي الفرق بين طاقة الإدخال والإخراج، أي المنطقة البرتقالية فقط في الشكل 1ب. تُعطي دورة أولسون هذه كثافة طاقة Nd تبلغ 1.78 جول/سم-3. دورة ستيرلينغ بديلة لدورة أولسون (الملاحظة التكميلية 7). ولأن مرحلة الشحن الثابت (الدائرة المفتوحة) أسهل للوصول، فإن كثافة الطاقة المستخرجة من الشكل 1ب (الدورة AB'CD) تصل إلى 1.25 جول/سم³. وهذا يمثل 70% فقط مما تستطيع دورة أولسون جمعه، ولكن معدات الحصاد البسيطة تقوم بذلك.
بالإضافة إلى ذلك، قمنا بقياس الطاقة المجمعة مباشرةً خلال دورة أولسون عن طريق تنشيط PST MLC باستخدام مرحلة التحكم في درجة الحرارة Linkam ومقياس المصدر (الطريقة). يوضح الشكل 1 ج في الأعلى وفي الملاحق المقابلة التيار (أحمر) والجهد (أسود) المجمعين على نفس PST MLC بسمك 1 مم كما هو الحال بالنسبة لحلقة DE التي تمر عبر نفس دورة أولسون. يتيح التيار والجهد حساب الطاقة المجمعة، وتظهر المنحنيات في الشكل 1 ج، في الأسفل (أخضر) ودرجة الحرارة (أصفر) طوال الدورة. تمثل الأحرف ABCD نفس دورة أولسون في الشكل 1. يحدث شحن MLC أثناء الساق AB ويتم إجراؤه عند تيار منخفض (200 ميكرو أمبير)، لذلك يمكن لـ SourceMeter التحكم في الشحن بشكل صحيح. نتيجة هذا التيار الابتدائي الثابت هو أن منحنى الجهد (المنحنى الأسود) ليس خطيًا بسبب مجال الإزاحة المحتملة غير الخطي D PST (الشكل 1 ج، الملاحق العلوية). في نهاية الشحن، يتم تخزين 30 مللي جول من الطاقة الكهربائية في MLC (النقطة B). ثم تسخن MLC وينتج تيار سالب (وبالتالي تيار سالب) بينما يظل الجهد عند 600 فولت. بعد 40 ثانية، عندما وصلت درجة الحرارة إلى هضبة 90 درجة مئوية، تم تعويض هذا التيار، على الرغم من أن عينة الخطوة أنتجت في الدائرة طاقة كهربائية قدرها 35 مللي جول خلال هذا المجال المتساوي (الملحق الثاني في الشكل 1ج، أعلى). ثم يتم تقليل الجهد على MLC (الفرع CD) مما ينتج عنه 60 مللي جول إضافية من الشغل الكهربائي. إجمالي طاقة الخرج هو 95 مللي جول. الطاقة المجمعة هي الفرق بين طاقة الدخل والخرج، مما يعطي 95 - 30 = 65 مللي جول. وهذا يتوافق مع كثافة طاقة تبلغ 1.84 جول سم-3، وهي قريبة جدًا من كثافة النوديوم المستخرجة من حلقة DE. تم اختبار إمكانية إعادة إنتاج دورة أولسون هذه على نطاق واسع (الملاحظة التكميلية 4). بزيادة الجهد ودرجة الحرارة، حققنا 4.43 جول/سم³ باستخدام دورات أولسن في مادة PST MLC بسمك 0.5 مم ضمن نطاق درجات حرارة 750 فولت (195 كيلو فولت/سم³) و175 درجة مئوية (الملاحظة التكميلية 5). هذا الأداء أكبر بأربع مرات من أفضل أداء مُسجل في الدراسات العلمية لدورات أولسن المباشرة، وقد تم الحصول عليه على أغشية رقيقة من Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1.06 جول/سم³)18 (سم³). للمزيد من القيم، يُرجى الاطلاع على الجدول التكميلي 1. تم الوصول إلى هذا الأداء بفضل تيار التسرب المنخفض للغاية لهذه المركبات النانوية متعددة الطبقات (<10−7 أمبير عند 750 فولت و180 درجة مئوية، راجع التفاصيل في الملاحظة التكميلية 6) - وهي نقطة حاسمة ذكرها سميث وآخرون.19 - على النقيض من المواد المستخدمة في الدراسات السابقة17،20. تم الوصول إلى هذا الأداء بفضل تيار التسرب المنخفض للغاية لهذه المركبات النانوية متعددة الطبقات (<10−7 أمبير عند 750 فولت و180 درجة مئوية، راجع التفاصيل في الملاحظة التكميلية 6) - وهي نقطة حاسمة ذكرها سميث وآخرون.19 - على النقيض من المواد المستخدمة في الدراسات السابقة17،20. كانت هذه الخصائص جيدة جدًا لدرجة أنها لا تحتوي على هذه العناصر MLC (<10–7 А عند 750 فولت و180 درجة مئوية، خاصة. Дополнительном пимечании 6) — اللحظة الحرجة, تعزيز سميتوم و د. 19 — بخلاف المواد المستخدمة في العديد من الإصدارات17,20. تم تحقيق هذه الخصائص بفضل تيار التسرب المنخفض للغاية لهذه المركبات النانوية متعددة الطبقات (<10–7 أمبير عند 750 فولت و180 درجة مئوية، انظر الملاحظة التكميلية 6 للحصول على التفاصيل) - وهي نقطة حرجة ذكرها سميث وآخرون 19 - على النقيض من المواد المستخدمة في الدراسات السابقة17،20.نموذج MLC للتيار الكهربائي (750 فولت و180 درجة مئوية <10-7 أمبير، 6 فولت تيار متردد) —— سميث في 19 يومًا من اليوم — — من المؤكد أن هذا قد يكون سببًا في تفاقم المشكلة في 17,20.يمكن أن يكون MLC مزودًا بجهد 750 فولت و180 درجة مئوية أقل من 10-7 أمبير، ويمكن أن يصل إلى 6 فولت信息))))))) — 等 人 19 提到 关键 点 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 ستبدأ يوم 17.20 في تمام الساعة 17.20 بتوقيت جرينتش. أكثر من ذلك بكثير MLC очень низкий (<10–7 А عند 750 V و 180 درجة مئوية, см. подробности в дополнительном пимечании 6) — clючевой لحظة، تذكير سميتوم ود. 19 — للدقة، تم توفير هذه الخصائص. نظرًا لأن تيار التسرب لهذه MLCs منخفض للغاية (<10–7 أمبير عند 750 فولت و180 درجة مئوية، راجع الملاحظة التكميلية 6 للحصول على التفاصيل) - وهي نقطة رئيسية ذكرها سميث وآخرون 19 - للمقارنة، تم تحقيق هذه الأداءات.للمواد المستخدمة في الدراسات السابقة 17،20.
طُبّقت نفس الظروف (600 فولت، 20-90 درجة مئوية) على دورة ستيرلينغ (الملاحظة التكميلية 7). وكما هو متوقع من نتائج دورة التبخير، بلغ العائد 41.0 ميلي جول. من أبرز سمات دورات ستيرلينغ قدرتها على تضخيم الجهد الابتدائي من خلال التأثير الكهروحراري. وقد لاحظنا زيادة في الجهد تصل إلى 39 (من جهد ابتدائي 15 فولت إلى جهد نهائي يصل إلى 590 فولت، انظر الشكل التكميلي 7.2).
من السمات المميزة الأخرى لهذه الخلايا الكهروضوئية متعددة التكافؤ (MLCs) أنها أجسام مجهرية كبيرة بما يكفي لجمع الطاقة في نطاق الجول. لذلك، قمنا ببناء نموذج أولي لحصادة (HARV1) باستخدام 28 خلية كهروضوئية متعددة التكافؤ (MLCs) بسُمك 1 مم، باتباع نفس تصميم اللوحة المتوازية الذي وصفه توريلو وآخرون.14، في مصفوفة 7×4 كما هو موضح في الشكل. يتم إزاحة السائل العازل الحامل للحرارة في المجمع بواسطة مضخة تمعجية بين خزانين حيث يتم الحفاظ على درجة حرارة السائل ثابتة (الطريقة). يتم جمع ما يصل إلى 3.1 جول باستخدام دورة أولسون الموضحة في الشكل 2أ، والمناطق متساوية الحرارة عند 10 درجات مئوية و125 درجة مئوية ومناطق المجال المتساوي الحرارة عند 0 و750 فولت (195 كيلو فولت سم-1). وهذا يتوافق مع كثافة طاقة تبلغ 3.14 جول سم-3. باستخدام هذه المجموعة، تم إجراء القياسات في ظل ظروف مختلفة (الشكل 2ب). يُلاحظ أنه تم الحصول على 1.8 جول ضمن نطاق درجة حرارة 80 درجة مئوية وجهد 600 فولت (155 كيلو فولت سم³). وهذا يتوافق تمامًا مع 65 مللي جول المذكورة سابقًا لطبقة PST MLC بسمك 1 مم في نفس الظروف (28 × 65 = 1820 مللي جول).
أ، إعداد تجريبي لنموذج أولي مُجمّع لـ HARV1، مبني على 28 وحدة MLC PST بسمك 1 مم (4 صفوف × 7 أعمدة)، تعمل بدورات أولسون. لكل خطوة من خطوات الدورة الأربع، تُقدَّم درجة الحرارة والجهد في النموذج الأولي. يُشغِّل الحاسوب مضخة تمعجية تُدوِّر سائلًا عازلًا بين الخزانين البارد والساخن، وصمامين، ومصدر طاقة. كما يستخدم الحاسوب مُزدوجات حرارية لجمع بيانات حول الجهد والتيار المُزوَّدين للنموذج الأولي ودرجة حرارة المُجمَّعة من مصدر الطاقة. ب، الطاقة (اللونية) المُجمَّعة بواسطة نموذجنا الأولي لـ MLC 4×7 مُقارنةً بنطاق درجة الحرارة (المحور السيني) والجهد (المحور الصادي) في تجارب مُختلفة.
نسخة أكبر من جهاز الحصاد (HARV2) بكثافة 60 PST MLC بسمك 1 مم و160 PST MLC بسمك 0.5 مم (مادة كهربائية حرارية نشطة تزن 41.7 جم) أعطت 11.2 جول (ملاحظة تكميلية 8). في عام 1984، صنعت أولسن جهاز حصاد طاقة يعتمد على 317 جم من مركب Pb(Zr,Ti)O3 المشوب بالقصدير، قادر على توليد 6.23 جول من الكهرباء عند درجة حرارة حوالي 150 درجة مئوية (المرجع 21). بالنسبة لهذا الجهاز، تُعد هذه القيمة الأخرى الوحيدة المتاحة في نطاق الجول. وقد حققت ما يزيد قليلاً عن نصف القيمة التي حققناها، وجودة أعلى بنحو سبعة أضعاف. هذا يعني أن كثافة طاقة HARV2 أعلى بثلاثة عشر ضعفًا.
تبلغ فترة دورة HARV1 57 ثانية. وقد أنتج هذا 54 مللي واط من الطاقة مع 4 صفوف من 7 أعمدة من مجموعات MLC بسمك 1 مم. وللمضي قدمًا، قمنا ببناء مجموعة ثالثة (HARV3) مع MLC PST بسمك 0.5 مم وإعداد مماثل لـ HARV1 وHARV2 (الملاحظة التكميلية 9). قمنا بقياس وقت حراري قدره 12.5 ثانية. وهذا يتوافق مع وقت دورة قدره 25 ثانية (الشكل التكميلي 9). تعطي الطاقة المجمعة (47 مللي جول) طاقة كهربائية تبلغ 1.95 مللي واط لكل MLC، مما يسمح لنا بدوره بتخيل أن HARV2 ينتج 0.55 واط (حوالي 1.95 مللي واط × 280 PST MLC بسمك 0.5 مم). بالإضافة إلى ذلك، قمنا بمحاكاة انتقال الحرارة باستخدام محاكاة العناصر المحدودة (COMSOL، الملاحظة التكميلية 10 والجداول التكميلية 2-4) المقابلة لتجارب HARV1. أتاح نمذجة العناصر المحدودة التنبؤ بقيم الطاقة بما يقرب من مرتبة واحدة أعلى (430 ميغاواط) لنفس عدد أعمدة PST عن طريق ترقيق MLC إلى 0.2 مم، واستخدام الماء كمبرد، واستعادة المصفوفة إلى 7 صفوف. × 4 أعمدة (بالإضافة إلى ذلك، كان هناك 960 ميغاواط عندما كان الخزان بجوار الحصادة، الشكل التكميلي 10ب).
لإثبات فائدة هذا المجمع، تم تطبيق دورة ستيرلينغ على جهاز عرض مستقل يتكون من اثنين فقط من MLCs PST بسمك 0.5 مم كمجمعات حرارية، ومفتاح جهد عالي، ومفتاح جهد منخفض مع مكثف تخزين، ومحول تيار مستمر/تيار مستمر، وميكروكنترولر منخفض الطاقة، ومزدوجتين حراريتين، ومحول تعزيز (الملاحظة التكميلية 11). تتطلب الدائرة شحن مكثف التخزين في البداية عند 9 فولت ثم تشغيله بشكل مستقل بينما تتراوح درجة حرارة MLCs من -5 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية، هنا في دورات مدتها 160 ثانية (يتم عرض العديد من الدورات في الملاحظة التكميلية 11). ومن اللافت للنظر أن اثنين من MLCs يزنان 0.3 جرام فقط يمكنهما التحكم بشكل مستقل في هذا النظام الكبير. ومن الميزات المثيرة للاهتمام الأخرى أن محول الجهد المنخفض قادر على تحويل 400 فولت إلى 10-15 فولت بكفاءة 79٪ (الملاحظة التكميلية 11 والشكل التكميلي 11.3).
أخيرًا، قمنا بتقييم كفاءة وحدات MLC هذه في تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية. يُعرَّف عامل الجودة η للكفاءة بأنه نسبة كثافة الطاقة الكهربائية المُجمَّعة Nd إلى كثافة الحرارة المُزوَّدة Qin (الملاحظة التكميلية 12).
يوضح الشكلان 3أ و3ب كفاءة دورة أولسن η والكفاءة التناسبية ηr، على التوالي، كدالة لنطاق درجة حرارة طبقة PST MLC بسمك 0.5 مم. تُعطى كلتا مجموعتي البيانات لمجال كهربائي شدته 195 كيلو فولت/سم±. تصل الكفاءة إلى 1.43%، أي ما يعادل 18% من ηr. ومع ذلك، في نطاق درجة حرارة 10 كلفن من 25 درجة مئوية إلى 35 درجة مئوية، تصل ηr إلى قيم تصل إلى 40% (المنحنى الأزرق في الشكل 3ب). هذا ضعف القيمة المعروفة لمواد NLP المسجلة في أغشية PMN-PT (ηr = 19%) في نطاق درجة حرارة 10 كلفن و300 كيلو فولت/سم± (المرجع 18). لم تُؤخذ نطاقات درجات الحرارة الأقل من 10 كلفن في الاعتبار، لأن الهستيريسيس الحراري لـ PST MLC يتراوح بين 5 و8 كلفن. يُعدّ إدراك التأثير الإيجابي للتحولات الطورية على الكفاءة أمرًا بالغ الأهمية. في الواقع، تُحصَل جميع القيم المثلى لـ η وηr تقريبًا عند درجة الحرارة الابتدائية Ti = 25 درجة مئوية في الشكلين 3أ، ب. ويعود ذلك إلى حدوث تحول طوري وثيق عند عدم تطبيق أي مجال، ودرجة حرارة كوري TC حوالي 20 درجة مئوية في هذه MLCs (الملاحظة التكميلية 13).
أ، ب، الكفاءة η والكفاءة النسبية لدورة أولسون (أ)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot}} لأقصى قدر من الكهرباء بواسطة مجال 195 كيلو فولت سم-1 ودرجات حرارة أولية مختلفة Ti, }}\,\)(ب) لطبقة MPC PST بسمك 0.5 مم، اعتمادًا على الفاصل الزمني لدرجة الحرارة ΔTspan.
الملاحظة الأخيرة لها نتيجتان مهمتان: (1) يجب أن تبدأ أي دورة فعالة عند درجات حرارة أعلى من TC ليحدث انتقال طور مستحث بالمجال (من شبه كهربائي إلى حديدي كهربائي)؛ (2) تكون هذه المواد أكثر كفاءة في أوقات التشغيل القريبة من TC. وعلى الرغم من إظهار الكفاءات واسعة النطاق في تجاربنا، فإن نطاق درجة الحرارة المحدود لا يسمح لنا بتحقيق كفاءات مطلقة كبيرة بسبب حد كارنو (\(\Delta T/T\)). ومع ذلك، فإن الكفاءة الممتازة التي أظهرتها هذه PST MLCs تبرر أولسن عندما ذكر أن "محركًا حراريًا كهربائيًا متجددًا مثاليًا من الفئة 20 يعمل في درجات حرارة تتراوح بين 50 درجة مئوية و250 درجة مئوية يمكن أن يكون له كفاءة بنسبة 30٪"17. للوصول إلى هذه القيم واختبار المفهوم، سيكون من المفيد استخدام PSTs مشوبة بـ TCs مختلفة، كما درسها شيبانوف وبورمان. أظهروا أن درجة حرارة التفاعل في مادة PST يمكن أن تتراوح من 3 درجات مئوية (التشويب بالأنثيوم) إلى 33 درجة مئوية (التشويب بالتيتانيوم) 22 . لذلك، نفترض أن الجيل القادم من مُجددات الطاقة الكهروحرارية، القائمة على مركبات PST MLCs المُشوَّبة أو مواد أخرى ذات انتقال طوري قوي من الدرجة الأولى، يمكنها منافسة أفضل حاصدات الطاقة.
في هذه الدراسة، قمنا بفحص MLCs المصنوعة من PST. تتكون هذه الأجهزة من سلسلة من أقطاب Pt و PST، حيث يتم توصيل العديد من المكثفات على التوازي. تم اختيار PST لأنها مادة EC ممتازة وبالتالي مادة NLP ممتازة محتملة. تُظهر انتقال طوري كهربائي حديدي-كهربائي شبه كهربائي حاد من الدرجة الأولى حول 20 درجة مئوية، مما يشير إلى أن تغيرات الإنتروبيا الخاصة بها مماثلة لتلك الموضحة في الشكل 1. تم وصف MLCs مماثلة بالكامل لأجهزة EC13،14. في هذه الدراسة، استخدمنا MLCs 10.4 × 7.2 × 1 مم³ و 10.4 × 7.2 × 0.5 مم³. تم صنع MLCs بسمك 1 مم و 0.5 مم من 19 و 9 طبقات من PST بسمك 38.6 ميكرومتر، على التوالي. في كلتا الحالتين، تم وضع طبقة PST الداخلية بين أقطاب بلاتينية بسمك 2.05 ميكرومتر. يفترض تصميم هذه المواد النانوية متعددة الطبقات (MLCs) أن 55% من مواد PST نشطة، وهو ما يتوافق مع الجزء بين الأقطاب الكهربائية (الملاحظة التكميلية 1). بلغت مساحة القطب الكهربائي النشط 48.7 مم² (الجدول التكميلي 5). حُضِّرت مادة PST النانوية متعددة الطبقات (MLC) بطريقة تفاعل الطور الصلب والصب. وُصفت تفاصيل عملية التحضير في مقال سابق14. يتمثل أحد الاختلافات بين مادة PST MLC والمقالة السابقة في ترتيب مواقع B، والذي يؤثر بشكل كبير على أداء EC في مادة PST. يبلغ ترتيب مواقع B في مادة PST MLC 0.75 (الملاحظة التكميلية 2)، ويتم الحصول عليها عن طريق التلدين عند درجة حرارة 1400 درجة مئوية، متبوعًا بمئات الساعات من التلدين عند درجة حرارة 1000 درجة مئوية. لمزيد من المعلومات حول مادة PST MLC، انظر الملاحظات التكميلية 1-3 والجدول التكميلي 5.
يعتمد المفهوم الرئيسي لهذه الدراسة على دورة أولسون (الشكل 1). لمثل هذه الدورة، نحتاج إلى خزان ساخن وبارد ومصدر طاقة قادر على مراقبة والتحكم في الجهد والتيار في وحدات MLC المختلفة. استخدمت هذه الدورات المباشرة تكوينين مختلفين، وهما (1) وحدات Linkam التي تسخن وتبرد وحدة MLC واحدة متصلة بمصدر طاقة Keithley 2410، و(2) ثلاثة نماذج أولية (HARV1 وHARV2 وHARV3) بالتوازي مع نفس مصدر الطاقة. في الحالة الأخيرة، تم استخدام سائل عازل (زيت السيليكون بلزوجة 5 سنتي بواز عند 25 درجة مئوية، تم شراؤه من Sigma Aldrich) للتبادل الحراري بين الخزانين (الساخن والبارد) وMLC. يتكون الخزان الحراري من وعاء زجاجي مملوء بسائل عازل ويوضع أعلى اللوحة الحرارية. يتكون التخزين البارد من حمام مائي مع أنابيب سائلة تحتوي على سائل عازل في وعاء بلاستيكي كبير مملوء بالماء والثلج. وُضع صمامان ضغط ثلاثيان (تم شراؤهما من شركة Bio-Chem Fluidics) في كل طرف من طرفي الحَصادة لنقل السائل من خزان إلى آخر بشكل صحيح (الشكل 2أ). ولضمان التوازن الحراري بين حزمة PST-MLC وسائل التبريد، مُددت فترة الدورة حتى أظهرت حرارتا المدخل والمخرج (أقرب ما يمكن إلى حزمة PST-MLC) نفس درجة الحرارة. يدير برنامج Python النصي ويُزامن جميع الأجهزة (عدادات المصدر، والمضخات، والصمامات، والحرارتا) لتشغيل دورة Olson الصحيحة، أي أن حلقة سائل التبريد تبدأ بالدوران عبر مكدس PST بعد شحن عداد المصدر بحيث تسخن عند الجهد المطبق المطلوب لدورة Olson المحددة.
بدلاً من ذلك، تأكدنا من هذه القياسات المباشرة للطاقة المُجمعة بطرق غير مباشرة. تعتمد هذه الطرق غير المباشرة على حلقات مجال الإزاحة الكهربائية (D) - المجال الكهربائي (E) المُجمعة عند درجات حرارة مختلفة، وبحساب المساحة بين حلقتي إزاحة كهربائية (DE)، يُمكن تقدير كمية الطاقة المُجمعة بدقة، كما هو موضح في الشكل 2.1ب. كما تُجمع هذه الحلقات الإزاحية الكهربائية باستخدام عدادات مصدر كيثلي.
تم تجميع ثمانية وعشرين من PST MLCs بسمك 1 مم في هيكل من صفائح متوازية مكون من 4 صفوف و7 أعمدة وفقًا للتصميم الموضح في المرجع. 14. تبلغ الفجوة السائلة بين صفوف PST-MLC 0.75 مم. ويتحقق ذلك عن طريق إضافة شرائط من الشريط اللاصق على الوجهين كفواصل سائلة حول حواف PST MLC. يتم توصيل PST MLC كهربائيًا بالتوازي مع جسر إيبوكسي فضي متصل بأقطاب القطب. بعد ذلك، تم لصق الأسلاك باستخدام راتنج إيبوكسي فضي على كل جانب من أطراف القطب لتوصيلها بمصدر الطاقة. وأخيرًا، أدخل الهيكل بأكمله في خرطوم البولي أوليفين. يتم لصق الأخير بأنبوب السائل لضمان الإغلاق المناسب. وأخيرًا، تم بناء أزواج حرارية من النوع K بسمك 0.25 مم في كل طرف من هيكل PST-MLC لمراقبة درجات حرارة السائل الداخل والخارج. للقيام بذلك، يجب أولاً ثقب الخرطوم. بعد تثبيت الثرموكبل، ضع نفس المادة اللاصقة كما في السابق بين خرطوم الثرموكبل والسلك لاستعادة الختم.
تم بناء ثمانية نماذج أولية منفصلة، ​​أربعة منها احتوت على 40 رقاقة MLC PST بسمك 0.5 مم، موزعة على شكل صفائح متوازية بخمسة أعمدة وثمانية صفوف، بينما احتوت النماذج الأربعة المتبقية على 15 رقاقة MLC PST بسمك 1 مم لكل منها، في هيكل صفائح متوازية بثلاثة أعمدة × خمسة صفوف. بلغ العدد الإجمالي لرقائق PST MLC المستخدمة 220 (160 رقاقة بسمك 0.5 مم و60 رقاقة PST MLC بسمك 1 مم). نطلق على هاتين الوحدتين الفرعيتين اسمي HARV2_160 وHARV2_60. تتكون فجوة السائل في النموذج الأولي HARV2_160 من شريطين مزدوجي الجوانب بسمك 0.25 مم، بينهما سلك بسمك 0.25 مم. بالنسبة للنموذج الأولي HARV2_60، كررنا نفس الإجراء، ولكن باستخدام سلك بسمك 0.38 مم. لتحقيق التماثل، يمتلك كلٌّ من HARV2_160 وHARV2_60 دوائر سوائل ومضخات وصمامات وجانبًا باردًا خاصًا بهما (الملاحظة التكميلية 8). تتشارك وحدتا HARV2 خزانًا حراريًا، وهو وعاء سعة 3 لترات (30 سم × 20 سم × 5 سم) على لوحين ساخنين مزودين بمغناطيسين دوارين. جميع النماذج الأولية الثمانية متصلة كهربائيًا على التوازي. تعمل الوحدتان الفرعيتان HARV2_160 وHARV2_60 في وقت واحد في دورة أولسون، مما ينتج عنه حصاد طاقة قدره 11.2 جول.
وُضعت مادة PST MLC بسمك 0.5 مم في خرطوم بولي أوليفين مع شريط لاصق مزدوج الجوانب وسلك على كلا الجانبين لتوفير مساحة لتدفق السائل. ونظرًا لصغر حجم النموذج الأولي، وُضع بجوار صمام خزان ساخن أو بارد، مما قلل من زمن الدورة.
في وحدة PST MLC، يُطبّق مجال كهربائي ثابت بتطبيق جهد ثابت على فرع التسخين. نتيجةً لذلك، يتولد تيار حراري سالب وتُخزّن الطاقة. بعد تسخين وحدة PST MLC، يُزال المجال (فولت = 0)، وتُعاد الطاقة المخزنة فيها إلى عداد المصدر، مما يُمثّل مساهمة إضافية من الطاقة المُجمّعة. أخيرًا، مع تطبيق جهد فولت = 0، تُبرّد وحدات PST MLC إلى درجة حرارتها الأولية لتبدأ الدورة من جديد. في هذه المرحلة، لا تُجمّع الطاقة. شغّلنا دورة أولسن باستخدام مقياس مصدر Keithley 2410، وشحننا وحدة PST MLC من مصدر جهد، وضبطنا تطابق التيار على القيمة المناسبة، بحيث جُمعت نقاط كافية خلال مرحلة الشحن لإجراء حسابات طاقة موثوقة.
في دورات ستيرلنغ، تم شحن PST MLCs في وضع مصدر الجهد عند قيمة المجال الكهربائي الأولية (الجهد الأولي Vi > 0)، وتيار الامتثال المطلوب بحيث تستغرق خطوة الشحن حوالي 1 ثانية (ويتم جمع نقاط كافية لحساب موثوق للطاقة) ودرجة حرارة باردة. في دورات ستيرلنغ، تم شحن PST MLCs في وضع مصدر الجهد عند قيمة المجال الكهربائي الأولية (الجهد الأولي Vi > 0)، وتيار الامتثال المطلوب بحيث تستغرق خطوة الشحن حوالي 1 ثانية (ويتم جمع نقاط كافية لحساب موثوق للطاقة) ودرجة حرارة باردة. في كل من ستيرلنغ PST MLC، تم الحفاظ على التخفيض المستمر في الإمداد بالطاقة الكهربائية في المرة الأخيرة (التوزيع الأخير السادس > 0)، حسنًا، هذا يعني أن الخطوة القادمة ستتوقف عند 1 ثانية (وتنتهي كمية كافية من الطاقة المتجدد) ودرجة الحرارة الباردة. في دورات Stirling PST MLC، تم شحنها في وضع مصدر الجهد عند القيمة الأولية للمجال الكهربائي (الجهد الأولي Vi > 0)، والتيار المطلوب، بحيث تستغرق مرحلة الشحن حوالي 1 ثانية (ويتم جمع عدد كافٍ من النقاط لحساب الطاقة الموثوق) ودرجة الحرارة الباردة.تم تحديد موعد لـ PST MLC في عام 2018. 0)الهدف من هذا هو تحقيق النجاح في تحقيق أهدافك 1秒 (الحصول على أفضل النتائج هو الحصول على أفضل النتائج) والبقاء على قيد الحياة. في الدورة الرئيسية، يتم شحن PST MLC عند قيمة المجال الكهربائي الأولية (الجهد الأولي Vi > 0) في وضع مصدر الجهد، بحيث يستغرق تيار الامتثال المطلوب حوالي 1 ثانية لخطوة الشحن (وقد جمعنا نقاطًا كافية لحساب (الطاقة) ودرجة الحرارة المنخفضة بشكل موثوق. في كل مرة، تنضم شركة Stirlinging PST MLC إلى نظام الإمداد المستمر مع التيار الكهربائي الأخير (الزيادة الأخيرة السادس > 0)، يجب أن تكون هذه هي الطريقة التي ستؤدي بها النقرة إلى 1 ثانية (وتنتهي درجة حرارة كافية لاستهلاك الطاقة بشكل مستمر) ودرجات حرارة منخفضة. في دورة ستيرلنغ، يتم شحن PST MLC في وضع مصدر الجهد بقيمة أولية للمجال الكهربائي (الجهد الأولي Vi > 0)، ويكون تيار الامتثال المطلوب بحيث تستغرق مرحلة الشحن حوالي 1 ثانية (ويتم جمع عدد كافٍ من النقاط لحساب الطاقة بشكل موثوق) ودرجات حرارة منخفضة.قبل أن يسخن PST MLC، افتح الدائرة بتطبيق تيار مطابق I = 0 مللي أمبير (أدنى تيار مطابق يمكن لمصدر القياس التعامل معه هو 10 نانو أمبير). نتيجةً لذلك، تبقى شحنة في PST لـ MJK، ويزداد الجهد مع تسخين العينة. لا يتم تجميع أي طاقة في الذراع BC لأن I = 0 مللي أمبير. بعد الوصول إلى درجة حرارة عالية، يزداد الجهد في MLT FT (في بعض الحالات أكثر من 30 ضعفًا، انظر الشكل الإضافي 7.2)، ويتم تفريغ MLK FT (فولت = 0)، وتُخزن الطاقة الكهربائية فيها بنفس قيمة الشحنة الأولية. يُعاد نفس التيار إلى مصدر القياس. بسبب زيادة الجهد، تكون الطاقة المخزنة عند درجة الحرارة العالية أعلى مما تم توفيره في بداية الدورة. وبالتالي، يتم الحصول على الطاقة عن طريق تحويل الحرارة إلى كهرباء.
استخدمنا جهاز قياس مصدر Keithley 2410 لمراقبة الجهد والتيار المطبقين على PST MLC. تُحسب الطاقة المقابلة بدمج حاصل ضرب الجهد والتيار اللذين يقرأهما جهاز قياس مصدر Keithley، \ (E = {\int }_{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas}}\left(t\right){V}_{{\rm{meas}}}(t)\)، حيث τ هي فترة الفترة. على منحنى الطاقة لدينا، تشير قيم الطاقة الموجبة إلى الطاقة التي يجب أن نمنحها لـ MLC PST، بينما تشير القيم السالبة إلى الطاقة التي نستخرجها منها، وبالتالي الطاقة المستقبلة. تُحدد القدرة النسبية لدورة تجميع معينة بقسمة الطاقة المجمعة على فترة τ للدورة بأكملها.
جميع البيانات مُقدمة في النص الرئيسي أو في معلومات إضافية. يُرجى توجيه الرسائل وطلبات المواد إلى مصدر بيانات AT أو ED المُرفقة بهذه المقالة.
أندو جونيور، أوهايو، ماران، ألو وهيناو، كارولاينا الشمالية مراجعة لتطوير وتطبيقات المولدات الحرارية الكهربائية الدقيقة لحصاد الطاقة. أندو جونيور، أوهايو، ماران، ألو وهيناو، كارولاينا الشمالية مراجعة لتطوير وتطبيقات المولدات الحرارية الكهربائية الدقيقة لحصاد الطاقة.أندو جونيور، أوهايو، ماران، ALO وهيناو، كارولاينا الشمالية نظرة عامة على تطوير وتطبيق المولدات الحرارية الكهربائية الدقيقة لحصاد الطاقة. Ando Junior، OH، Maran، ALO & Henao، NC. أندو جونيور، أوهايو، ماران، ألو وهيناو، نورث كارولايناتدرس كل من أندو جونيور، أوهايو، وماران، وأل، وهيناو، كارولاينا الشمالية، تطوير وتطبيق المولدات الحرارية الكهربائية الدقيقة لحصاد الطاقة.السيرة الذاتية. الدعم. مراجعة الطاقة 91، 376-393 (2018).
بولمان، أ.، نايت، م.، جارنيت، إي سي، إيرلر، ب. وسينكي، دبليو سي المواد الكهروضوئية: الكفاءات الحالية والتحديات المستقبلية. بولمان، أ.، نايت، م.، جارنيت، إي سي، إيرلر، ب. وسينكي، دبليو سي المواد الكهروضوئية: الكفاءات الحالية والتحديات المستقبلية.بولمان، أ.، نايت، م.، جارنيت، إي. كيه.، إيرلر، ب.، سينك، ف. كيه. المواد الكهروضوئية: الأداء الحالي والتحديات المستقبلية. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC. بولمان، أ.، نايت، م.، جارنيت، إي سي، إيرلر، ب. وسينكي، دبليو سي المواد الشمسية: الكفاءة الحالية والتحديات المستقبلية.بولمان، أ.، نايت، م.، جارنيت، إي. كيه.، إيرلر، ب.، سينك، ف. كيه. المواد الكهروضوئية: الأداء الحالي والتحديات المستقبلية.العلوم 352، aad4424 (2016).
سونغ، ك.، تشاو، ر.، وانج، زد إل، ويانج، ي. تأثير حراري كهربائي متصل لاستشعار درجة الحرارة والضغط المتزامن ذاتي التشغيل. سونغ، ك.، تشاو، ر.، وانج، زد إل، ويانج، ي. تأثير حراري كهربائي متصل لاستشعار درجة الحرارة والضغط المتزامن ذاتي التشغيل.سونغ ك.، تشاو ر.، وانغ زد إل، ويان يو. تأثير كهرضغطي حراري مُركّب لقياس درجة الحرارة والضغط بشكل مُتزامن ومستقل. سونغ، ك.، تشاو، آر.، وانغ، زد إل ويانغ، واي. سونغ، ك.، تشاو، ر.، وانغ، زد إل، ويانغ، ي. لتشغيل ذاتي في نفس وقت درجة الحرارة والضغط.سونغ ك.، تشاو ر.، وانغ زد إل، ويان يو. تأثير ترموبيزوكهربائي مُركّب لقياس درجة الحرارة والضغط بشكل مُتزامن ومستقل.إلى الأمام. alma mater 31, 1902831 (2019).
سيبالد، جي، وبروفوست، إس، وجيومار، دي. حصاد الطاقة على أساس دورات إريكسون الكهربية الحرارية في السيراميك الكهربي المريح. سيبالد، جي، وبروفوست، إس، وجيومار، دي. حصاد الطاقة على أساس دورات إريكسون الكهربية الحرارية في السيراميك الكهربي المريح.سيبالد جي، وبروفوست إس، وجيومار دي. حصاد الطاقة على أساس دورات إريكسون الكهربية الحرارية في السيراميك الكهربي المريح.سيبالد ج.، وبروفوست س.، وجيومار د. حصاد الطاقة في سيراميكات كهربائية حديدية مُرخية تعتمد على دورة إريكسون الحرارية الكهربائية. بنية جامعة ذكية. 17، 15012 (2007).
ألباي، إس بي، مانتيسي، جيه، ترولير-ماكينستري، إس، تشانغ، كيو، وواتمور، آر دبليو مواد الجيل التالي الحرارية الكهربائية والكهربائية الحرارية لتحويل الطاقة الكهروحرارية في الحالة الصلبة. ألباي، إس بي، مانتيسي، جيه، ترولير-ماكينستري، إس، تشانغ، كيو، وواتمور، آر دبليو مواد الجيل التالي الحرارية الكهربائية والكهربائية الحرارية لتحويل الطاقة الكهروحرارية في الحالة الصلبة. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW المواد الكهربائية والكهربائية الحرارية اللاحقة للاستخدام إعادة إنتاج الطاقة الكهربائية الحرارية. ألباي، إس بي، مانتيسي، جيه، ترولير-ماكينستري، إس، تشانغ، كيو، وواتمور، آر دبليو الجيل القادم من المواد الحرارية الكهربائية والكهربائية الحرارية لتحويل الطاقة الكهروحرارية في الحالة الصلبة. Alpay، SP، Mantese، J.، Trolier-Mckinstry، S.، Zhang، Q. & Whatmore، RW. ألباي، إس بي، مانتيسي، جيه، ترولير-ماكينستري، إس، تشانغ، كيو، وواتمور، آر دبليو Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW المواد الكهربائية والكهربائية الحرارية اللاحقة للاستخدام إعادة إنتاج الطاقة الكهربائية الحرارية. ألباي، إس بي، مانتيسي، جيه، ترولير-ماكينستري، إس، تشانغ، كيو، وواتمور، آر دبليو الجيل القادم من المواد الحرارية الكهربائية والكهربائية الحرارية لتحويل الطاقة الكهروحرارية في الحالة الصلبة.ليدي بول. 39، 1099-1109 (2014).
تشانغ، ك.، وانغ، ي.، وانغ، زد إل، ويانغ، ي. معيار وطريقة حسابية لقياس أداء المولدات النانوية الكهربية الحرارية. تشانغ، ك.، وانغ، ي.، وانغ، زد إل، ويانغ، ي. معيار وطريقة حسابية لقياس أداء المولدات النانوية الكهربية الحرارية.تشانغ، ك.، وانغ، ي.، وانغ، زد. إل.، ويانغ، يو. معيار ودرجة جودة لقياس أداء المولدات النانوية الكهروحرارية. تشانغ، ك.، وانغ، واي.، وانغ، زد إل ويانغ، واي. تشانغ، ك.، وانغ، واي.، وانغ، زد إل ويانغ، واي.تشانغ، ك.، ووانغ، ي.، ووانغ، زد. إل.، ويانغ، يو. معايير ومقاييس أداء لقياس أداء مولد نانوي كهربائي حراري.نانو إنيرجي 55، 534-540 (2019).
كروسلي، س.، نير، ب.، واتمور، ر.و.، مويا، إكس.، وماثور، ن.د. دورات التبريد الكهروسالينية في تانتالات الرصاص سكانديوم مع التجديد الحقيقي عبر التغير الميداني. كروسلي، س.، نير، ب.، واتمور، ر.و.، مويا، إكس.، وماثور، ن.د. دورات التبريد الكهروسالينية في تانتالات الرصاص سكانديوم مع التجديد الحقيقي عبر التغير الميداني.كروسلي، إس، ونير، بي، وواتمور، آر دبليو، ومويا، إكس، وماثور، إن دي دورات التبريد الكهروسالوري في تانتالات الرصاص والسكانديوم مع التجديد الحقيقي عن طريق تعديل المجال. Crossley، S.، Nair، B.، Whatmore، RW، Moya، X. & Mathur، ND. كروسلي، إس، ناير، بي، واتمور، آر دبليو، مويا، إكس، وماثور، إن دي. التنتالوم هو أحد أنواع التنتالوم التي تدوم طويلاً.كروسلي، س.، نير، ب.، واتمور، ر.و.، مويا، إكس. وماثور، ن.د. دورة تبريد كهربائية حرارية لتانتالات سكانديوم الرصاص من أجل التجديد الحقيقي من خلال عكس المجال.الفيزياء المراجعة X 9، 41002 (2019).
مويا، إكس، وكار نارايان، إس، وماثور، إن دي المواد الحرارية بالقرب من التحولات الطورية الحديدية. مويا، إكس، وكار نارايان، إس، وماثور، إن دي المواد الحرارية بالقرب من التحولات الطورية الحديدية.مويا، إكس، وكار نارايان، إس، وماثور، إن دي المواد الحرارية بالقرب من التحولات الطورية الحديدية. مويا، إكس، كار نارايان، إس وماثور، إن دي. مويا، إكس، وكار نارايان، إس، وماثور، إن دي المواد الحرارية بالقرب من المعادن الحديدية.مويا، إكس، وكار نارايان، إس، وماثور، إن دي المواد الحرارية بالقرب من انتقالات الطور الحديدي.نات. ألما ماتر 13، 439-450 (2014).
مويا، إكس. وماثور، إن دي المواد الحرارية المستخدمة في التبريد والتدفئة. مويا، إكس. وماثور، إن دي المواد الحرارية المستخدمة في التبريد والتدفئة.مويا، إكس. وماثور، إن دي المواد الحرارية للتبريد والتدفئة. مويا، إكس وماثور، إن دي. مويا، إكس. وماثور، إن دي المواد الحرارية للتبريد والتدفئة.مويا إكس وماثور إن دي المواد الحرارية للتبريد والتدفئة.العلوم 370، 797-803 (2020).
Torelló، A. & Defay، E. المبردات الكهربائية الحرارية: مراجعة. Torelló، A. & Defay، E. المبردات الكهربائية الحرارية: مراجعة.توريلو، أ. و ديفاي، إي. مبردات الحرارة الكهربائية: مراجعة. توريلو، أ. وديفاي، إي. توريلو، أ. وديفاي، إي.توريلو، أ. و ديفاي، إي. مبردات كهروحرارية: مراجعة.متقدم. إلكتروني. الجامعة الأم. 8. 2101031 (2022).
نوتشوكجوي، ي. وآخرون. كفاءة طاقة هائلة للمواد الكهروساليكية في سكانديوم-سكانديوم-رصاص عالي الترتيب. المجلة الوطنية للاتصالات. 12، 3298 (2021).
ناير، ب. وآخرون. التأثير الكهروحراري لمكثفات الأكسيد متعددة الطبقات كبير على نطاق واسع من درجات الحرارة. مجلة الطبيعة، 575، 468-472 (2019).
توريلو، أ. وآخرون. نطاق درجات حرارة واسع في المُجدِّدات الكهروحرارية. ساينس ٣٧٠، ١٢٥-١٢٩ (٢٠٢٠).
وانغ، ي. وآخرون. نظام تبريد حراري كهربائي عالي الأداء بالحالة الصلبة. ساينس 370، 129-133 (2020).
منغ، ي. وآخرون. جهاز تبريد كهروحراري متتالي لارتفاع كبير في درجة الحرارة. مجلة الطاقة الوطنية، 5، 996-1002 (2020).
أولسن، آر بي وبراون، دي دي تحويل الحرارة مباشرة إلى طاقة كهربائية عالية الكفاءة من خلال القياسات الكهربية الحرارية. أولسن، آر بي وبراون، دي دي التحويل المباشر عالي الكفاءة للحرارة إلى قياسات كهربائية حرارية مرتبطة بالطاقة الكهربائية.أولسن، آر بي وبراون، دي دي التحويل المباشر عالي الكفاءة للحرارة إلى طاقة كهربائية مرتبط بالقياسات الكهربية الحرارية. أولسن، آر بي وبراون، دي دي. أولسن، RB وبراون، DDأولسن، آر بي وبراون، دي دي التحويل المباشر الفعال للحرارة إلى كهرباء مرتبط بالقياسات الحرارية الكهربائية.فيروكهربائيات 40، 17-27 (1982).
بانديا، س. وآخرون. كثافة الطاقة والقدرة في الأغشية الفيروكهربائية الرقيقة المُرخية. الجامعة الوطنية. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
سميث، إيه إن وهانراهان، بي إم التحويل الكهربائي الحراري المتتالي: تحسين انتقال الطور الكهربائي الحديدي والخسائر الكهربائية. سميث، إيه إن وهانراهان، بي إم التحويل الكهربائي الحراري المتتالي: تحسين انتقال الطور الكهربائي الحديدي والخسائر الكهربائية.سميث، إيه إن وهانراهان، بي إم التحويل الكهربائي الحراري المتتالي: التحول الطوري الكهروضوئي وتحسين الخسارة الكهربائية. سميث، أن & هانراهان، بي إم. سميث، إيه إن وهانراهان، بي إمسميث، إيه إن وهانراهان، بي إم التحويل الكهربائي الحراري المتتالي: تحسين التحولات الطورية الكهربائية الحديدية والخسائر الكهربائية.ج. تطبيق. الفيزياء. 128، 24103 (2020).
هوش، إس آر استخدام المواد الكهروضوئية لتحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء. العملية. IEEE 51، 838-845 (1963).
أولسن، آر بي، برونو، دي إيه، بريسكوي، جيه إم، ودوليا، جيه. محول الطاقة الحرارية الكهربائية المتتالية. أولسن، آر بي، برونو، دي إيه، بريسكوي، جيه إم، ودوليا، جيه. محول الطاقة الحرارية الكهربائية المتتالية.أولسن، آر بي، برونو، دي إيه، بريسكوي، جيه إم ودوليا، جيه. محول الطاقة الحرارية الكهربائية المتتالية. أولسن، آر بي، برونو، دا، بريسكو، جي إم آند دوليا، جيه. أولسن، آر بي، برونو، دا، بريسكو، جي إم آند دوليا، جيه.أولسن، آر بي، برونو، دي إيه، بريسكوي، جيه إم ودوليا، جيه. محولات الطاقة الكهروضوئية المتتالية.فيروكهربائيات 59، 205-219 (1984).
شيبانوف، ل. وبورمان، ك. حول محاليل تانتالات الرصاص والسكانديوم الصلبة ذات التأثير الكهروسالوجي العالي. شيبانوف، ل. وبورمان، ك. حول محاليل تانتالات الرصاص والسكانديوم الصلبة ذات التأثير الكهروسالوجي العالي.شيبانوف ل. وبورمان ك. حول المحاليل الصلبة من تانتالات الرصاص والسكانديوم ذات التأثير الكهرحراري العالي. شيبانوف، إل. وبورمان، ك. شيبانوف، ل. وبورمان، ك.شيبانوف ل. وبورمان ك. حول محاليل سكانديوم-رصاص-سكانديوم الصلبة ذات التأثير الكهرحراري العالي.فيروكهربائيات 127، 143-148 (1992).
نشكر N. Furusawa وY. Inoue وK. Honda على مساعدتهم في إنشاء MLC. PL وAT وYN وAA وJL وUP وVK وOB وED. نشكر مؤسسة الأبحاث الوطنية في لوكسمبورغ (FNR) على دعمها لهذا العمل من خلال CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay وMASSENA PRIDE/15/10935404/Defay- Siebentritt وTHERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay وBRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay.
قسم أبحاث وتكنولوجيا المواد، معهد لوكسمبورغ للتكنولوجيا (LIST)، بيلفوار، لوكسمبورغ