Offerre fontes electricitatis sustentabiles est una ex gravissimis huius saeculi provocationibus. Ex hac motivatione oriuntur areae investigationis in materiis energiae colligendae, inter quas thermoelectrica1, photovoltaica2 et thermophotovoltaica3. Quamquam materiae et instrumenta desunt quae energiam in spatio Joule colligere possunt, materiae pyroelectricae quae energiam electricam in periodicas mutationes temperaturae convertere possunt sensores4 et collectores energiae5,6,7 habentur. Hic collectorem energiae thermalis macroscopicum in forma condensatoris multistrati ex 42 grammis plumbi scandii tantalatis facti elaboravimus, qui 11.2 J energiae electricae per cyclum thermodynamicum producit. Quisque modulus pyroelectricus densitatem energiae electricae usque ad 4.43 J cm-3 per cyclum generare potest. Demonstramus etiam duos tales modulos, 0.3 g ponderantes, sufficere ad collectores energiae autonomos cum microcontrolloribus et sensoribus temperaturae inclusis continue potentia dandos. Denique demonstramus, pro spatio temperaturae 10 K, hos condensatores multistratos 40% efficientiam Carnot attingere posse. Hae proprietates debentur (1) mutationi phasis ferroelectricae ad efficientiam magnam, (2) currenti dispersionis humili ad damna vitanda, et (3) tensioni interruptionis altae. Hi collectores energiae pyroelectricae macroscopici, scalabiles et efficaces generationem energiae thermoelectricae denuo imaginantur.
Comparata cum gradiente temperaturae spatiali requisito pro materiis thermoelectricis, collectio energiae materiarum thermoelectricarum requirit cyclos temperaturae per tempus. Hoc significat cyclum thermodynamicum, qui optime describitur per diagramma entropiae (S)-temperaturae (T). Figura 1a ostendit typicum diagramma ST materiae pyroelectricae non linearis (NLP) demonstrans transitionem phasis ferroelectricam-paraelectricam campo impulsam in scandii plumbi tantalato (PST). Sectiones caeruleae et virides cycli in diagramma ST respondent energiae electricae conversae in cyclo Olson (duabus sectionibus isothermalibus et duabus isopoliis). Hic consideramus duos cyclos cum eadem mutatione campi electrici (campo activo et inactivo) et mutatione temperaturae ΔT, quamvis cum diversis temperaturis initialibus. Cyclus viridis non locatus est in regione transitionis phasis et ergo aream multo minorem habet quam cyclus caeruleus locatus in regione transitionis phasis. In diagramma ST, quo maior area, eo maior energia collecta. Ergo, transitio phasis plus energiae colligere debet. Necessitas cyclationis amplae areae in NLP simillima est necessitati applicationum electrothermalium9, 10, 11, 12 ubi capacitores multistrati PST (MLCs) et terpolymeri fundati in PVDF nuper excellentem perfunctionem refrigerationis inversae demonstraverunt. statum perfunctionis refrigerationis in cyclis 13, 14, 15, 16. Quapropter, MLCs PST interessantes ad collectionem energiae thermalis identificavimus. Haec exempla plene descripta sunt in methodis et descripta sunt in notis supplementariis 1 (microscopia electronica perlustrativa), 2 (diffractione radiorum X) et 3 (calorimetria).
a, Delineatio diagrammatis entropiae (S)-temperaturae (T) cum campo electrico activo et inactivo materiis NLP applicato, transitiones phasium ostendens. Duo cycli collectionis energiae in duabus zonis temperaturae diversis monstrantur. Cycli caeruleus et viridis intra et extra transitionem phasium, respective, occurrunt et in regionibus superficiei valde diversis terminantur. b, Duo anuli unipolares DE PST MLC, 1 mm crassi, inter 0 et 155 kV cm⁻¹ ad 20°C et 90°C, respective, et cycli Olsen correspondentes. Litterae ABCD ad status diversos in cyclo Olson referuntur. AB: MLC ad 155 kV cm⁻¹ ad 20°C oneratae sunt. BC: MLC ad 155 kV cm⁻¹ conservata est et temperatura ad 90°C elevata est. CD: MLC ad 90°C exoneratur. DA: MLC ad 20°C in campo nullo refrigeratum. Area caerulea potentiae input requisitae ad cyclum incipiendum respondet. Area aurantiaca est energia in uno cyclo collecta. c, tabula superior, tensio (nigra) et fluxus electricus (rubra) contra tempus, per eundem cyclum Olsonianum ac b observatae. Duae insertiones amplificationem tensionis et fluxus electrici in punctis clavis cycli repraesentant. In tabula inferiore, curvae flavae et virides curvas temperaturae et energiae correspondentes, respective, pro MLC 1 mm crasso repraesentant. Energia ex curvis fluxus electrici et tensionis in tabula superiori computatur. Energia negativa energiae collectae respondet. Gradus litteris maiusculis in quattuor figuris respondentes idem sunt ac in cyclo Olsoniano. Cyclus AB'CD cyclo Stirlingiano respondet (nota addita 7).
ubi E et D sunt campus electricus et campus dislocationis electricae, respective. Nd obtineri potest indirecte ex circuitu DE (Fig. 1b) vel directe incipiendo cyclum thermodynamicum. Methodi utilissimae descriptae sunt ab Olsen in opere suo primo de collectione energiae pyroelectricae annis 1980.
In figura 1b duae ansae monopolares DE speciminum PST-MLC 1 mm crassorum, ad 20°C et 90°C respective compositae, per intervallum 0 ad 155 kV cm⁻¹ (600 V), monstrantur. Hi duo cycli ad indirecte calculandam energiam a cyclo Olsoniano collectam, in Figura 1a monstrato, adhiberi possunt. Re vera, cyclus Olsenianus constat ex duobus ramis isocampi (hic, campo nullo in ramo DA et 155 kV cm⁻¹ in ramo BC) et duobus ramis isothermis (hic, 20°С et 20°С in ramo AB). (C in ramo CD) Energia per cyclum collecta regionibus aurantiacis et caeruleis respondet (integrale EdD). Energia collecta Nd est differentia inter energiam input et output, i.e. sola area aurantiaca in figura 1b. Hic cyclus Olsonianus particularis densitatem energiae Nd 1.78 J cm⁻¹ dat. Cyclus Stirling est alternativa cyclo Olsoniano (Nota Supplementaria 7). Quia gradus constantis onerationis (circuitus aperti) facilius attingitur, densitas energiae ex Figura 1b extracta (cyclus AB'CD) 1.25 J cm⁻³ attingit. Hoc tantum 70% est eius quod cyclus Olson colligere potest, sed simplex instrumentum colligendi id facit.
Praeterea, energiam per cyclum Olson collectam directe mensuravimus, PST MLC excitando utens stadio moderationis temperaturae Linkam et metro fontis (methodo). Figura 1c in summo et in insertionibus respectivis ostendit currentem (rubrum) et tensionem (nigram) collectas in eodem PST MLC 1 mm crasso ac pro ansa DE per eundem cyclum Olson transeunte. Current et tensio permittunt calculare energiam collectam, et curvae in figura 1c, imo (viridi) et temperatura (flava) per totum cyclum monstrantur. Litterae ABCD eundem cyclum Olson in Figura 1 repraesentant. Onus MLC fit per crus AB et perficitur cum currente humili (200 µA), ita SourceMeter onerationem recte moderari potest. Consequentia huius currentis initialis constantis est ut curva tensionis (curva nigra) non sit linearis propter campum potentialis dislocationis non linearem D PST (Figura 1c, insertio superior). In fine oneris, 30 mJ energiae electricae in MLC (punctum B) reponitur. Deinde MLC calescit et fluxus negativus (et ergo fluxus negativus) producitur, dum tensio ad 600 V manet. Post 40 s, cum temperatura ad planitiem 90°C pervenit, hic fluxus compensatus est, quamquam exemplum gradatim in circuitu potentiam electricam 35 mJ per hoc isocampum produxit (secunda insertio in Fig. 1c, summo). Tensio in MLC (ramo CD) deinde reducitur, quod efficit 60 mJ operis electrici additi. Energia totalis emissa est 95 mJ. Energia collecta est differentia inter energiam ingressam et emissam, quae dat 95 – 30 = 65 mJ. Hoc respondet densitati energiae 1.84 J cm-3, quae valde proxima est Nd extracto ex anulo DE. Reproducibilitas huius cycli Olson late probata est (Nota Supplementaria 4). Ulterius augendo tensionem et temperaturam, 4.43 J cm⁻³ consecutum est, cyclis Olsenianis in PST MLC 0.5 mm crassitudine per intervallum temperaturarum 750 V (195 kV cm⁻¹) et 175 °C utens (Nota Supplementaria 5). Hoc quadruplo maius est quam optima efficacia in litteris relata pro cyclis Olsonianis directis et obtenta est in tenuibus pelliculis Pb(Mg,Nb)O₃-PbTiO₃ (PMN-PT) (1.06 J cm⁻³)⁸ (cm⁻¹). Vide Tabulam Supplementariam 1 pro pluribus valoribus in litteris. Haec efficacia adepta est propter currentem dissipationis infimum harum MLC (<10⁻⁷ A ad 750 V et 180 °C, vide singula in Nota Supplementi 6) — punctum cruciale a Smith et al.19 memoratum — contra materias in studiis prioribus17,20 adhibitas. Haec efficacia adepta est propter currentem dissipationis infimum harum MLC (<10⁻⁷ A ad 750 V et 180 °C, vide singula in Nota Supplementi 6) — punctum cruciale a Smith et al.19 memoratum — contra materias in studiis prioribus17,20 adhibitas. ти характеристики ли достигнуты лагодаря очень низкому току утечки тих MLC (<10–7 при 750 и 180 поо 750 и 180 °C, оку утечки тих MLC (<10–7 А при 750 и 180 поо дополнительном примечании 6) — критический омент, упомянутый итом и др. 19 — в отличие от к атериалам, использованным в олее ранних исследованиях17,20. Hae proprietates propter currentem dispersionis infimum harum MLC (<10–7 A ad 750 V et 180 °C, vide Notam Supplementarem 6 pro singulis) – punctum criticum a Smith et al. memoratum 19 – dissimiliter materiis in studiis prioribus adhibitis 17,20 consecutae sunt.MLC 750 V 180 °C <10-7 A，请参见补充说明6 —Smith 19 —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。750 V 180 ° C <10-7 A 6 - 19 . non est in mollis tristique sem. 17.20。 оскольку ток утечки тих MLC очень низкий (<10-7 при 750 и 180 °C, см. подробности в дополнительном нительном нительном при. омент, упомянутый итом и др. 19 — для сравнения, ли достигнуты эти характеристики. Cum fluxus electricus dispersionis harum MLC sit humilis (<10–7 A ad 750 V et 180 °C, vide Notam Supplementarem 6 pro singulis) – punctum magni momenti a Smith et al. 19 commemoratum – ad comparationem, hae effectus consecuti sunt.ad materias in studiis prioribus adhibitas 17,20.
Eaedem condiciones (600 V, 20–90 °C) cyclo Stirlingiano adhibitae sunt (Nota Suppletoria 7). Ut ex eventibus cycli DE expectatum est, proventus 41.0 mJ erat. Una ex notis insignissimis cyclorum Stirlingianorum est facultas eorum amplificandi tensionem initialem per effectum thermoelectricum. Lucrum tensionis usque ad 39 observavimus (a tensione initiali 15 V ad tensionem finalem usque ad 590 V, vide Figuram Suppletoriam 7.2).
Alia proprietas distinctiva harum MLC est quod sunt res macroscopicae satis magnae ad energiam in ambitu joulii colligendam. Quapropter, prototypum colligentis (HARV1) construximus utens 28 MLC PST 1 mm crassitudinis, idem consilium laminarum parallelarum a Torello et al.14 descriptum sequentes, in matrice 7×4 ut in Figura 2 demonstratur. Fluidum dielectricum calorem portans in canali per antlia peristaltica inter duos receptacula movetur ubi temperatura fluidi constans servatur (methodus). Colligimus usque ad 3.1 J utens cyclo Olsoniano descripto in Figura 2a, regionibus isothermalibus ad 10°C et 125°C et regionibus isocampi ad 0 et 750 V (195 kV cm⁻¹). Hoc respondet densitati energiae 3.14 J cm⁻¹. Utentibus hac machina colligenti, mensurae sub variis condicionibus captae sunt (Figura 2b). Nota bene 1.8 J per intervallum temperaturae 80°C et tensionem 600 V (155 kV cm⁻¹) obtentum esse. Hoc bene congruit cum 65 mJ antea dicto pro PST MLC 1 mm crassitudinis sub eisdem condicionibus (28 × 65 = 1820 mJ).
a, Apparatus experimentalis prototypi HARV1 compositi, fundati in 28 circuitibus PST MLC 1 mm crassis (4 ordines × 7 columnae) in cyclis Olsonianis operantibus. Pro singulis quattuor gradibus cycli, temperatura et tensio in prototypo praebentur. Computatrum antliam peristalticam agit quae fluidum dielectricum inter receptacula frigida et calida, duas valvas, et fontem potentiae circulat. Computatrum etiam thermocouples adhibet ad colligenda data de tensione et currente prototypo suppedita et temperatura machinae compositae a fonte potentiae. b, Energia (color) a prototypo nostro MLC 4×7 collecta contra ambitum temperaturae (axis X) et tensionem (axis Y) in experimentis diversis.
Maior versio messoris (HARV2) cum MLC 60 PST 1 mm crassitudine et MLC 160 PST 0.5 mm crassitudine (41.7 g materiae pyroelectricae activae) 11.2 J praebuit (Nota Supplementaria 8). Anno 1984, Olsen messorem energiae fabricavit, fundatum in 317 g compositi Pb(Zr,Ti)O3 stanno imbuti, capacem generandi 6.23 J electricitatis ad temperaturam circiter 150°C (ref. 21). Pro hac machina combine, hic solus alius valor in ambitu joulii praesto est. Paulo plus quam dimidium valoris quem assecuti sumus et qualitatem fere septies meliorem obtinuit. Hoc significat densitatem energiae HARV2 tredecim vicibus maiorem esse.
Periodus cycli HARV1 est 57 secunda. Hoc 54 mW potentiae cum 4 ordinibus 7 columnis MLC 1 mm crassitudinis produxit. Ut ulterius progrediamur, tertiam machinam (HARV3) cum PST MLC 0.5 mm crassitudine et simili apparatu HARV1 et HARV2 construximus (Nota Suppletoria 9). Tempus thermalizationis 12.5 secundorum mensuravimus. Hoc tempori cycli 25 s respondet (Figura Suppletoria 9). Energia collecta (47 mJ) potentiam electricam 1.95 mW per MLC dat, quod vicissim nobis permittit imaginari HARV2 0.55 W (circiter 1.95 mW × 280 PST MLC 0.5 mm crassitudinis) producere. Praeterea, translationem caloris simulavimus utens Simulatione Elementorum Finitorum (COMSOL, Nota Suppletoria 10 et Tabulae Suppletoriae 2-4) experimentis HARV1 correspondente. Modellatio elementorum finitorum permisit ut valores potentiae fere magnitudinis ordine maiores (430 mW) pro eodem numero columnarum PST praedicerentur, MLC ad 0.2 mm attenuando, aqua ut refrigerans utendo, et matrice ad 7 ordines × 4 columnas restituendo (praeter , erant 960 mW cum receptaculum iuxta machinam combine erat, Figura Supplementaria 10b).
Ad utilitatem huius collectoris demonstrandam, cyclus Stirlingianus demonstratori singulari adhibitus est, constantem ex duobus tantum MLC PST 0.5 mm crassis ut collectoribus caloris, interruptore altae tensionis, interruptore humilis tensionis cum condensatore accumulationis, convertore DC/DC, microcontrollore humilis potentiae, duobus thermocouplis et convertore amplificatorio (Nota Supplementaria 11). Circuitus requirit ut condensator accumulationis initialiter ad 9V oneratur et deinde autonome currit dum temperatura duorum MLC a -5°C ad 85°C variat, hic in cyclis 160 s (plures cycli in Nota Supplementaria 11 monstrantur). Mirum est, duo MLC tantum 0.3g ponderantia autonome hoc magnum systema moderari possunt. Alia proprietas interesting est quod convertor humilis tensionis capax est 400V ad 10-15V convertere cum efficientia 79% (Nota Supplementaria 11 et Figura Supplementaria 11.3).
Denique, efficaciam horum modulorum MLC in convertenda energia thermali in energiam electricam aestimavimus. Factor qualitatis efficaciae η definitur ut proportio densitatis energiae electricae collectae Nd ad densitatem caloris suppeditati Qin (Nota supplementaria 12):
Figurae 3a et 3b efficientiam η et efficientiam proportionalem ηr cycli Olseniani respective demonstrant, pro functione ambitus temperaturae laminae PST MLC crassae 0.5 mm. Utraque series datorum pro campo electrico 195 kV cm⁻¹ data est. Efficacia 1.43% attingit, quod 18% ηr aequivalet. Attamen, pro ambitu temperaturae 10 K a 25°C ad 35°C, ηr valores usque ad 40% attingit (curva caerulea in Figura 3b). Hic valor notus pro materiis NLP in pelliculis PMN-PT (ηr = 19%) in ambitu temperaturae 10 K et 300 kV cm⁻¹ est (Ref. 18). Ambitus temperaturae infra 10 K non considerati sunt quia hysteresis thermalis laminae PST MLC inter 5 et 8 K est. Agnitio effectus positivi transitionum phasium in efficientiam critica est. Re vera, valores optimales η et ηr fere omnes ad temperaturam initialem Ti = 25°C in Figuris 3a,b obtinentur. Hoc propter transitionem phasis arctam fit cum nullum campum applicatur et temperatura Curie TC circa 20°C in his MLCs est (Nota Supplementaria 13).
a,b, efficientia η et efficientia proportionalis cycli Olson (a)\({\η}_{{\rm{r}}} = η /{\η}_{{\rm{Carnot}} pro maxima electricitate a campo 195 kV cm⁻¹ et diversis temperaturis initialibus Ti, }}\,\)(b) pro MPC PST 0.5 mm crassitudine, secundum intervallum temperaturae ΔTspan.
Haec posterior observatio duas implicationes magni momenti habet: (1) quaevis cyclatio efficax incipere debet temperaturis supra TC ut transitus phasis a campo inductus (a paraelectrico ad ferroelectricum) fiat; (2) hae materiae efficaciores sunt temporibus operationis prope TC. Quamquam efficientiae magnae scalae in experimentis nostris demonstrantur, limitatum ambitum temperaturae non permittit nobis magnas efficientias absolutas consequi propter limitem Carnot (\(\Delta T/T\)). Attamen, excellens efficientia demonstrata ab his PST MLCs Olsen iustificat cum commemorat "idealem motorem thermoelectricum regenerativum classis 20 operantem temperaturis inter 50°C et 250°C efficientiam 30% habere posse"17. Ad hos valores attingendos et conceptum probandum, utile esset PSTs dopatis cum diversis TCs uti, ut a Shebanov et Borman studiatum est. Demonstraverunt TC in PST variari posse a 3°C (dopatio Sb) ad 33°C (dopatio Ti)22. Quapropter, hypothesim ponimus regeneratores pyroelectricos novae generationis, in MLC PST dopatis vel aliis materiis cum valida transitione phasis primi ordinis conditos, cum optimis collectoribus energiae certare posse.
In hoc studio, MLCs (Microwave Lead-Loaded Leads) e PST (Polyethylene Stearate) factas investigavimus. Hae machinae ex serie electrodorum Pt et PST constant, quarum plures condensatores paralleliter connecti sunt. PST electum est quia materia EC optima est et ergo materia NLP potentialiter optima. Transitionem phasis ferroelectricae-paraelectricae primi ordinis circa 20°C exhibet, quod indicat mutationes entropiae eius similes esse illis quae in Figura 1 monstrantur. Similia MLCs plene descriptae sunt pro machinis EC13,14. In hoc studio, MLCs 10.4 × 7.2 × 1 mm³ et 10.4 × 7.2 × 0.5 mm³ usi sumus. MLCs crassitudine 1 mm et 0.5 mm ex 19 et 9 stratis PST crassitudine 38.6 µm respective factae sunt. In utroque casu, stratum PST interius inter electroda platinea 2.05 µm crassa positum est. Designatio harum MLC assumit 55% PST activas esse, quod parti inter electrodos respondet (Nota Suppletoria 1). Area electrodi activae erat 48.7 mm2 (Tabula Suppletoria 5). MLC PST per reactionem phasis solidae et methodum fusionis praeparatum est. Singula processus praeparationis in articulo priori descripta sunt14. Una ex differentiis inter PST MLC et articulum priorem est ordo locorum B, qui efficaciam EC in PST magnopere afficit. Ordo locorum B PST MLC est 0.75 (Nota Suppletoria 2) obtentus per sinterizationem ad 1400°C deinde recoctionem per centena horarum ad 1000°C. Pro pluribus informationibus de PST MLC, vide Notas Suppletorias 1-3 et Tabulam Suppletoriam 5.
Ratio principalis huius studii in cyclo Olsoniano (Fig. 1) fundatur. Pro tali cyclo, receptaculum calidum et frigidum et fontem potentiae capacem tensionis et currentis in variis modulis MLC monitorare et moderari requirimus. Hi cycli directi duas configurationes diversas utebantur, scilicet (1) modulos Linkam unum MLC cum fonte potentiae Keithley 2410 connexum calefacientes et refrigerantes, et (2) tria prototypa (HARV1, HARV2 et HARV3) in parallelo cum eadem energia fontis. In hoc posteriori casu, fluidum dielectricum (oleum siliconis cum viscositate 5 cP ad 25°C, a Sigma Aldrich emptum) ad commutationem caloris inter duos receptacula (calidum et frigidum) et MLC adhibitum est. Receptaculum thermalis constat ex vase vitreo fluido dielectrico repleto et supra laminam thermalem posito. Depositio frigida constat ex balneo aquae cum tubis liquidis fluidum dielectricum continentibus in magno vase plastico aqua et glacie repleto. Duae valvulae tripartitae (emptae a Bio-Chem Fluidics) ad utrumque finem machinae collocatae sunt ut fluidum rite ex uno receptaculo in alterum commutaretur (Figura 2a). Ad aequilibrium thermale inter sarcinam PST-MLC et refrigerantem curandum, tempus cycli prolongatum est donec thermocupla introitus et exitus (quam proxime sarcinae PST-MLC) eandem temperaturam ostenderent. Scriptum Pythonicum omnia instrumenta (metra fontis, antliae, valvulae et thermocupla) administrat et synchronizat ut cyclum Olson correctum currant, id est, circulus refrigerantis per acervum PST cyclare incipit postquam mensura fontis onerata est, ita ut calefiant ad tensionem applicatam desideratam pro dato cyclo Olson.
Aliter, has mensuras directas energiae collectae methodis indirectis confirmavimus. Hae methodi indirectae in dislocatione electrica (D) – campi electrici (E) – circuitibus campi diversis temperaturis collectis nituntur, et area inter duos circuitus DE computando, accurate aestimari potest quanta energia colligi possit, ut in figura 2. .1b demonstratur. Hi circuiti DE etiam per mensuras fontis Keithley colliguntur.
Viginti octo PST MLCs 1 mm crassitudine in structura laminarum parallelarum 4 ordinum, 7 columnarum, secundum consilium in fonte descriptum, compositae sunt. 14. Spatium fluidi inter ordines PST-MLC est 0.75 mm. Hoc fit addendo vittas taeniae bifrontis quasi distantiatores liquidi circa margines PST MLC. PST MLC electrice paralleliter connectitur cum ponte epoxy argenteo in contactu cum filis electrodi. Post hoc, fila resina epoxy argentea ad utrumque latus terminalium electrodi adglutinata sunt ad connexionem cum fonte potentiae. Denique, tota structura in tubum polyolefinicum inseritur. Hic posterior tubo fluidi adglutinatus est ad obsignationem rectam curandam. Denique, thermocoupla typi K 0.25 mm crassitudine in utroque extremo structurae PST-MLC constructa sunt ad temperaturas liquidi introitus et exitus monitorandas. Ad hoc faciendum, tubus primum perforandus est. Post thermocouplam installatam, idem glutinum ac antea inter tubum thermocouplae et filum applica ad obsignationem restituendam.
Octo prototypa separata constructa sunt, quorum quattuor quadraginta PST MLC 0.5 mm crassitudine, in laminas parallelas cum quinque columnis et octo ordinibus distributas, habebant, et quattuor reliqua quindecim PST MLC 1 mm crassitudine singula in structura laminarum parallelarum 3 columnarum × 5 ordinum habebant. Numerus totalis PST MLC adhibitarum erat 220 (160 0.5 mm crassitudine et 60 PST MLC 1 mm crassitudine). Has duas subunitates HARV2_160 et HARV2_60 appellamus. Spatium liquidi in prototypo HARV2_160 constat ex duabus taeniis bifrontibus 0.25 mm crassitudinis cum filo interposito 0.25 mm crassitudine. Pro prototypo HARV2_60, eandem rationem repetivimus, sed filo 0.38 mm crassitudine utentes. Propter symmetriam, HARV2_160 et HARV2_60 proprios circuitus fluidos, antlias, valvulas et latus frigidum habent (Nota Supplementaria 8). Duae unitates HARV2 receptaculum caloris communicant, vas trium litrorum (30 cm × 20 cm × 5 cm) in duabus laminis calidis cum magnetibus rotantibus positum. Omnia octo prototypa singularia electrice paralleliter connexa sunt. Subunitates HARV2_160 et HARV2_60 simul in cyclo Olson operantur, quod energiae collectionem 11.2 J efficit.
PST MLC 0.5mm crassitudinis in tubum polyolefinicum, taenia bifronte et filo metallico utrinque coniuncto, inseratur, ut spatium liquido fluenti praebeatur. Ob parvitatem, prototypum iuxta valvulam receptaculi calidi vel frigidi collocatum est, tempora cycli imminuta.
In PST MLC, campus electricus constans applicatur per applicationem tensionis constantis ad ramum calefactionis. Propterea, fluxus thermalis negativus generatur et energia conservatur. Post calefactionem PST MLC, campus removetur (V = 0), et energia in eo conservata ad computatorem fontis remittitur, quod uni contributioni ulteriori energiae collectae respondet. Denique, tensione V = 0 applicata, PST MLC ad temperaturam initialem refrigerantur ut cyclus iterum incipere possit. Hoc in stadio, energia non colligitur. Cyclum Olsen utens Keithley 2410 SourceMeter cucurrimus, PST MLC ex fonte tensionis onerando et congruentiam fluxus ad valorem aptum constituendo ut satis punctorum per tempus onerationis collectorum essent ad calculationes energiae certas.
In cyclis Stirlingianis, cellulae leucocytariae PST (Microelectrical Level Lens) in modo fontis tensionis ad valorem initialem campi electrici (tensio initialis Vi > 0), currente obsequii desiderato ita ut gradus onerationis circiter 1 s duraret (et satis punctorum collectorum sunt ad calculationem fidam energiae) et temperatura frigida oneratae sunt. In cyclis Stirlingianis, cellulae leucocytariae PST (Microelectrical Level Lens) in modo fontis tensionis ad valorem initialem campi electrici (tensio initialis Vi > 0), currente obsequii desiderato ita ut gradus onerationis circiter 1 s duraret (et satis punctorum collectorum sunt ad calculationem fidam energiae) et temperatura frigida oneratae sunt. циклах тирлинга PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном наченили лектричеок напряжение Vi >0), желаемом податливом токе, так то тап зарядки анимает около 1 с (и набираетовноираетовноиостаетовноиостаетов точек для надежного расчета энергия) и холодная temperatura In cyclis Stirling PST MLC, in modo fontis tensionis ad valorem initialem campi electrici (tensio initialis Vi > 0), currente producta desiderato, ita ut stadium onerationis circiter 1 s duraret (et numerus sufficiens punctorum colligitur ad calculationem energiae fidam) et temperatura frigida onerati sunt.PST MLC Vi > 0）充电，所需的顺应电流使得充电步骤大约需要1 In cyclo magistro, PST MLC ad valorem campi electrici initialem (tensione initiali Vi > 0) in modo fontis tensionis oneratur, ita ut fluxus oboedientiae requisitus circiter unum secundum pro gradu onerationis sumat (et satis punctorum collegimus ut (energiam) et temperaturam humilem certo modo calcularemus). цикле тирлинга PST MLC заряжается в режиме источника напряжения с начальным начением электрического напряжения с начальным начением лектрического напряжения напряжение Vi >0), требуемый ток податливости таков, что этап зарядки анимает около 1 с(и набираетеовоооов точек, чтобы надежно рассчитать энергию) и низкие temperaturae In cyclo Stirlingiano, PST MLC in modo fontis tensionis cum valore initiali campi electrici (tensione initiali Vi > 0) oneratur, currente obsequii requisito tale est ut stadium onerationis circiter 1 s sumat (et numerus sufficiens punctorum colligitur ad energiam certo calculandam) et temperaturis humilibus.Antequam PST MLC incalescat, circuitum aperi applicando currentem adaptationis I = 0 mA (minimum currente adaptationis quod fons noster mensurae sustinere potest est 10 nA). Propter hoc, carica in PST MJK manet, et tensio crescit dum exemplum calefit. Nulla energia in brachio BC colligitur quia I = 0 mA. Postquam temperatura alta pervenit, tensio in MLT FT crescit (in quibusdam casibus plus quam tricies, vide figuram additam 7.2), MLK FT exoneratur (V = 0), et energia electrica in eis conservatur ad idem tempus quo initialis carica sit. Eadem correspondentia currentis ad fontem metri redit. Propter augmentum tensionis, energia conservata ad altam temperaturam maior est quam quae in initio cycli praebita est. Proinde, energia obtinetur convertendo calorem in electricitatem.
Adhibuimus Keithley 2410 SourceMeter ad monitorandum tensionem et currentem PST MLC applicatam. Energia correspondens calculatur integrando productum tensionis et currentis a Keithley source lectorum, ∫(E = ∫_{0}^{τ}{I}_(\mathb{mens))}\left(t\right){V}_{mens}}(t)\), ubi τ est periodus periodi. In curva nostra energiae, valores energiae positivi significant energiam quam MLC PST dare debemus, et valores negativi significant energiam quam ex eis extrahimus et ergo energiam acceptam. Potentia relativa pro dato cyclo collectionis determinatur dividendo energiam collectam per periodum τ totius cycli.
Omnia data in textu principali vel in informationibus additis exhibentur. Litterae et petitiones materiarum ad fontem datorum AT vel ED cum hoc articulo provisorum dirigendae sunt.
Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC. Recensio evolutionis et applicationum microgeneratorum thermoelectricorum ad energiam colligendam. Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC. Recensio evolutionis et applicationum microgeneratorum thermoelectricorum ad energiam colligendam.Ando Junior, Ohio, Maran, ALO et Henao, NC. Synopsis evolutionis et applicationis microgeneratorum thermoelectricorum ad energiam colligendam. Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NCAndo Junior in Ohio, Maran in ALO, et Henao in Carolina Septentrionali evolutionem et usum microgeneratorum thermoelectricorum ad energiam colligendam considerant.Curriculum vitae. Auxilium. *Energy Rev.* 91, 376–393 (2018).
Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC. Materiae photovoltaicae: efficientiae praesentes et provocationes futurae. Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC. Materiae photovoltaicae: efficientiae praesentes et provocationes futurae.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. et Sinke, VK. Materiae photovoltaicae: effectus praesens et provocationes futurae. Polman, A., Eques, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC Polman, A., Knight, M., Garnett, EC, Ehrler, B. & Sinke, WC. Materiae solares: efficientia praesens et provocationes futurae.Polman, A., Knight, M., Garnett, EK, Ehrler, B. et Sinke, VK. Materiae photovoltaicae: effectus praesens et provocationes futurae.Scientia 352, aad4424 (2016).
Song, K., Zhao, R., Wang, ZL et Yang, Y. Effectus pyro-piezoelectricus coniunctus ad simul temperaturam et pressionem auto-alimentatam sentiendam. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL et Yang, Y. Effectus pyro-piezoelectricus coniunctus ad simul temperaturam et pressionem auto-alimentatam sentiendam.Song K., Zhao R., Wang ZL et Yan Yu. Effectus pyropiezoelectricus coniunctus ad mensuram simultaneam et autonomam temperaturae et pressionis. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL & Yang, Y. Song, K., Zhao, R., Wang, ZL et Yang, Y. Ad sui ipsius potentiam simul cum temperatura et pressione.Song K., Zhao R., Wang ZL et Yan Yu. Effectus thermopiezoelectricus coniunctus ad mensuram simultaneam et autonomam temperaturae et pressionis.Progredi. alma mater 31, 1902831 (2019).
Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Captatio energiae innixa cyclis pyroelectricis Ericssonis in ceramica ferroelectrica relaxori. Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. Captatio energiae innixa cyclis pyroelectricis Ericssonis in ceramica ferroelectrica relaxori.Sebald G., Prouvost S. et Guyomar D. Captatio energiae innixa cyclis pyroelectricis Ericsson in ceramicis ferroelectricis relaxoribus.Sebald G., Prouvost S. et Guyomar D. *Energia colligenda in ceramicis ferroelectricis relaxoribus, innixa cyclationi pyroelectricae Ericssonis.* Structura alma mater intelligentis. 17, 15012 (2007).
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Materiae electrocaloricae et pyroelectricae novae generationis ad interconversionem energiae electrothermalis status solidi. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Materiae electrocaloricae et pyroelectricae novae generationis ad interconversionem energiae electrothermalis status solidi. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. &: RW лектрокалорические и пироэлектрические атериалы следующего пироэлектрические атериалы следующего пироэлектрические атериалы следующего пироэлектрические атериалы следующего пироэлектрические атериалы следующего взаимного преобразования твердотельной электротермической нергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Materiae electrocaloricae et pyroelectricae novae generationis ad interconversionem energiae electrothermalis status solidi. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Quid, RW Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. et Whatmore, RW. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. &: RW лектрокалорические и пироэлектрические атериалы следующего пироэлектрические атериалы следующего пироэлектрические атериалы следующего пироэлектрические атериалы следующего пироэлектрические атериалы следующего взаимного преобразования твердотельной электротермической нергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW. Materiae electrocaloricae et pyroelectricae novae generationis ad interconversionem energiae electrothermalis status solidi.*Domina Bulla*, 39, 1099–1109 (2014).
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL et Yang, Y. Norma et figura meriti ad quantificandam efficaciam nanogeneratorum pyroelectricorum. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL et Yang, Y. Norma et figura meriti ad quantificandam efficaciam nanogeneratorum pyroelectricorum.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL et Yang, Yu. Norma et gradus qualitatis ad quantificandam efficaciam nanogeneratorum pyroelectricorum. Zhang, K, Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y.Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL et Yang, Yu. Criteria et mensurae effectuum ad quantificandam effectum nanogeneratoris pyroelectrici.NanoEnergia 55, 534–540 (2019).
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. Cycli refrigerationis electrocalorici in scandii tantalato plumbi cum vera regeneratione per variationem campi. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND. Cycli refrigerationis electrocalorici in scandii tantalato plumbi cum vera regeneratione per variationem campi.Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. et Mathur, ND. Cycli refrigerationis electrocalorici in tantalato plumbi-scandii cum vera regeneratione per modificationem campi. Crossley, S., Nair, B. Quid, RW, Moya, X. & Mathur, ND Crossley, S., Nair, B. Quid, 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. et Mathur, ND. Cyclus refrigerationis electrothermalis scandii-plumbi tantalatis ad veram regenerationem per inversionem campi.Physica Rev. X 9, 41002 (2019).
Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND. Materiae caloricae prope transitiones phasis ferroicas. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND. Materiae caloricae prope transitiones phasis ferroicas.Moya, X., Kar-Narayan, S. et Mathur, ND. Materiae caloricae prope transitiones phasis ferroidis. Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Moya, X., Kar-Narayan, S. & Mathur, ND Materiae thermicae prope metallurgiam ferream.Moya, X., Kar-Narayan, S. et Mathur, ND. Materiae thermicae prope transitiones phasis ferri.Nat. alma mater 13, 439-450 (2014).
Moya, X. et Mathur, N. D. Materiae caloricae ad refrigerandum et calefaciendum. Moya, X. et Mathur, N. D. Materiae caloricae ad refrigerandum et calefaciendum.Moya, X. et Mathur, N. D. Materia thermica ad refrigerandum et calefaciendum. Moya, X. & Mathur, ND Moya, X. et Mathur, N. D. Materia thermica ad refrigerandum et calefaciendum.Moya X. et Mathur ND Materia thermica ad refrigerandum et calefaciendum.Scientia 370, 797–803 (2020).
Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers: recensio. Torelló, A. & Defay, E. Electrocaloric coolers: recensio.Torello, A. et Defay, E. Refrigeratoria electrocalorica: recensio. Torelló, A. & Defay, E. Torelló, A. & Defay, E.Torello, A. et Defay, E. Refrigeratoria electrothermica: recensio.Provectum. Electronicum. Alma Mater. 8. 2101031 (2022).
Nuchokgwe, Y. et al. *Efficacia energiae ingens materiae electrocaloricae in scandio-scandio-plumbo valde ordinato.* National Communication. 12, 3298 (2021).
Nair, B. et al. Effectus electrothermicus capacitorum oxidi multistratorum magnus est per latum ambitum temperaturarum. *Nature* 575, 468–472 (2019).
Torello, A. et al. *Varia temperaturarum amplitudo in regeneratoribus electrothermicis*. *Science* 370, 125–129 (2020).
Wang, Y. et al. Systema refrigerationis electrothermicae status solidi altae efficaciae. *Science* 370, 129–133 (2020).
Meng, Y. et al. *Apparatus refrigerationis electrothermicae cascadae ad magnum augmentum temperaturae.* National Energy 5, 996–1002 (2020).
Olsen, RB et Brown, DD. Conversio directa caloris in energiam electricam cum mensuris pyroelectricis conexis altae efficientiae. Olsen, RB et Brown, DD. Conversio directa caloris in energiam electricam, mensurae pyroelectricae conexae, altae efficientiae.Olsen, RB et Brown, DD Conversio directa caloris in energiam electricam summae efficax cum mensuris pyroelectricis coniuncta. Olsen, RB & Brown, DD Olsen, RB et Brown, DDOlsen, RB et Brown, DD. Efficax conversio directa caloris in electricitatem cum mensuris pyroelectricis coniuncta.Ferroelectrica 40, 17–27 (1982).
Pandya, S. et al. Densitas energiae et potentiae in tenuibus pelliculis ferroelectricis relaxoribus. Alma mater nationalis. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018).
Smith, AN et Hanrahan, BM. Conversio pyroelectrica cascadens: transitionem phasis ferroelectricae et iacturas electricas optimizando. Smith, AN et Hanrahan, BM. Conversio pyroelectrica cascadens: transitionem phasis ferroelectricae et iacturas electricas optimizando.Smith, AN et Hanrahan, BM. Conversio pyroelectrica cascadens: transitus phasis ferroelectrica et optimizatio amissionis electricae. Smith, AN & Hanrahan, BM Smith, AN et Hanrahan, BMSmith, AN et Hanrahan, BM. Conversio pyroelectrica cascadens: optimizatio transitionum phasium ferroelectricarum et damnorum electricorum.J. *Applicatio* Physica. 128, 24103 (2020).
Hoch, S. R. "Usus materiarum ferroelectricarum ad energiam thermalem in electricitatem convertendam. processus." IEEE 51, 838–845 (1963).
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM et Dullea, J. Conversor energiae pyroelectricae cascadensis. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM et Dullea, J. Conversor energiae pyroelectricae cascadensis.Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM et Dullea, J. Convertor Pyroelectricus Cascadensis. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J.Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM et Dullea, J. Conversores pyroelectrici cascadentis.Ferroelectrica 59, 205–219 (1984).
Shebanov, L. et Borman, K. De solutionibus solidis plumbi-scandii tantalatis cum effectu electrocalorico alto. Shebanov, L. et Borman, K. De solutionibus solidis plumbi-scandii tantalatis cum effectu electrocalorico alto.Shebanov L. et Borman K. De solutionibus solidis plumbi-scandii tantalatis cum effectu electrocalorico alto. Shebanov, L. & Borman, K. Shebanov, L. et Borman, K.Shebanov L. et Borman K. De solutionibus solidis scandii-plumbi-scandii cum effectu electrocalorico alto.Ferroelectrica 127, 143–148 (1992).
Gratias agimus N. Furusawa, Y. Inoue, et K. Honda pro auxilio in MLC creando. PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB et ED. Gratias agimus Fundationi Nationali Investigationis Luxemburgensis (FNR) pro auxilio huic operi per CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay-Siebentritt, THERMODIMAT C20/MS/14718071/Defay et BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay.
Departmentum Investigationis et Technologiae Materiarum, Institutum Technologicum Luxemburgense (LIST), Belvoir, Luxemburgum