بجلی کے پائیدار ذرائع کی پیشکش اس صدی کے سب سے اہم چیلنجوں میں سے ایک ہے۔ توانائی کی کٹائی کے مواد میں تحقیق کے شعبے اس محرک سے پیدا ہوتے ہیں، بشمول تھرمو الیکٹرک 1، فوٹو وولٹک 2 اور تھرمو فوٹو وولٹکس3۔ اگرچہ ہمارے پاس جول رینج میں توانائی کی کٹائی کرنے کے قابل مواد اور آلات کی کمی ہے، پائرو الیکٹرک مواد جو برقی توانائی کو متواتر درجہ حرارت کی تبدیلیوں میں تبدیل کر سکتے ہیں، کو سینسر 4 اور انرجی ہارویسٹر 5,6,7 تصور کیا جاتا ہے۔ یہاں ہم نے ایک میکروسکوپک تھرمل انرجی ہارویسٹر تیار کیا ہے جو 42 گرام لیڈ سکینڈیم ٹینٹلیٹ سے بنا ایک ملٹی لیئر کپیسیٹر کی شکل میں تیار کیا ہے، جو فی تھرموڈینامک سائیکل میں 11.2 J برقی توانائی پیدا کرتا ہے۔ ہر پائرو الیکٹرک ماڈیول 4.43 J cm-3 فی سائیکل تک برقی توانائی کی کثافت پیدا کر سکتا ہے۔ ہم یہ بھی ظاہر کرتے ہیں کہ 0.3 جی وزن والے ایسے دو ماڈیول ایمبیڈڈ مائیکرو کنٹرولرز اور درجہ حرارت کے سینسر کے ساتھ خود مختار انرجی ہارویسٹر کو مسلسل طاقت دینے کے لیے کافی ہیں۔ آخر میں، ہم یہ ظاہر کرتے ہیں کہ 10 K کے درجہ حرارت کی حد کے لیے، یہ ملٹی لیئر کیپسیٹرز 40% کارنوٹ کارکردگی تک پہنچ سکتے ہیں۔ یہ خصوصیات (1) اعلی کارکردگی کے لیے فیرو الیکٹرک فیز میں تبدیلی، (2) نقصانات کو روکنے کے لیے کم رساو کرنٹ، اور (3) ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج کی وجہ سے ہیں۔ یہ میکروسکوپک، توسیع پذیر اور موثر پائرو الیکٹرک پاور ہارویسٹر تھرمو الیکٹرک پاور جنریشن کا دوبارہ تصور کر رہے ہیں۔
تھرمو الیکٹرک مواد کے لیے درکار مقامی درجہ حرارت کے میلان کے مقابلے، تھرمو الیکٹرک مواد کی توانائی کی کٹائی کے لیے وقت کے ساتھ ساتھ درجہ حرارت کی سائیکلنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ایک تھرموڈینامک سائیکل ہے، جسے اینٹروپی (S) -درجہ حرارت (T) ڈایاگرام کے ذریعے بہترین انداز میں بیان کیا گیا ہے۔ شکل 1a ایک غیر لکیری پائرو الیکٹرک (NLP) مواد کا ایک عام ST پلاٹ دکھاتا ہے جو اسکینڈیم لیڈ ٹینٹلیٹ (PST) میں فیلڈ سے چلنے والی فیرو الیکٹرک-پیرا الیکٹرک مرحلے کی منتقلی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ ST ڈایاگرام پر سائیکل کے نیلے اور سبز حصے اولسن سائیکل میں تبدیل شدہ برقی توانائی کے مساوی ہیں (دو آئسو تھرمل اور دو آئسوپول حصے)۔ یہاں ہم ایک ہی برقی فیلڈ کی تبدیلی (فیلڈ آن اور آف) اور درجہ حرارت کی تبدیلی ΔT کے ساتھ دو چکروں پر غور کرتے ہیں، اگرچہ مختلف ابتدائی درجہ حرارت کے ساتھ۔ گرین سائیکل فیز ٹرانزیشن ریجن میں واقع نہیں ہے اور اس طرح فیز ٹرانزیشن ریجن میں واقع بلیو سائیکل سے بہت چھوٹا رقبہ رکھتا ہے۔ ST ڈایاگرام میں، رقبہ جتنا بڑا ہوگا، جمع شدہ توانائی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ لہذا، مرحلے کی منتقلی کو زیادہ توانائی جمع کرنا ضروری ہے. NLP میں بڑے ایریا سائیکلنگ کی ضرورت الیکٹرو تھرمل ایپلی کیشنز 9، 10، 11، 12 کی ضرورت سے بہت ملتی جلتی ہے جہاں PST ملٹی لیئر کیپسیٹرز (MLCs) اور PVDF پر مبنی terpolymers نے حال ہی میں بہترین ریورس کارکردگی دکھائی ہے۔ سائیکل 13,14,15,16 میں کولنگ کارکردگی کی حیثیت۔ لہذا، ہم نے حرارتی توانائی کی کٹائی کے لیے دلچسپی کے PST MLCs کی نشاندہی کی ہے۔ ان نمونوں کو طریقوں میں مکمل طور پر بیان کیا گیا ہے اور ضمنی نوٹ 1 (اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی)، 2 (ایکس رے پھیلاؤ) اور 3 (کیلوری میٹری) میں نمایاں کیا گیا ہے۔
الف، اینٹروپی (S) درجہ حرارت (T) پلاٹ کا خاکہ جس میں الیکٹرک فیلڈ آن اور آف ہے NLP میٹریل پر لاگو ہوتا ہے جو فیز ٹرانزیشن دکھاتا ہے۔ دو توانائی جمع کرنے کے چکر دو مختلف درجہ حرارت کے علاقوں میں دکھائے گئے ہیں۔ نیلے اور سبز رنگ کے چکر بالترتیب مرحلے کی منتقلی کے اندر اور باہر ہوتے ہیں، اور سطح کے بہت مختلف علاقوں میں ختم ہوتے ہیں۔ b، دو DE PST MLC یونی پولر رِنگز، 1 ملی میٹر موٹی، بالترتیب 20 °C اور 90 °C پر 0 اور 155 kV cm-1 کے درمیان ماپا جاتا ہے، اور متعلقہ اولسن سائیکل۔ ABCD حروف اولسن سائیکل میں مختلف ریاستوں کا حوالہ دیتے ہیں۔ AB: MLCs کو 20°C پر 155 kV cm-1 پر چارج کیا گیا۔ BC: MLC کو 155 kV cm-1 پر برقرار رکھا گیا تھا اور درجہ حرارت کو 90 ° C تک بڑھا دیا گیا تھا۔ CD: MLC 90°C پر خارج ہوتا ہے۔ DA: MLC صفر فیلڈ میں 20 ° C تک ٹھنڈا ہوا۔ نیلے رنگ کا علاقہ سائیکل شروع کرنے کے لیے درکار ان پٹ پاور کے مساوی ہے۔ اورنج ایریا ایک چکر میں جمع ہونے والی توانائی ہے۔ c، ٹاپ پینل، وولٹیج (سیاہ) اور کرنٹ (سرخ) بمقابلہ وقت، اسی اولسن سائیکل کے دوران ٹریک کیا گیا جیسا کہ b۔ دو انسرٹس سائیکل کے اہم نکات پر وولٹیج اور کرنٹ کی افزائش کی نمائندگی کرتے ہیں۔ نچلے پینل میں، پیلے اور سبز منحنی خطوط بالترتیب 1 ملی میٹر موٹی MLC کے لیے متعلقہ درجہ حرارت اور توانائی کے منحنی خطوط کی نمائندگی کرتے ہیں۔ توانائی کا حساب اوپر والے پینل پر کرنٹ اور وولٹیج کے منحنی خطوط سے کیا جاتا ہے۔ منفی توانائی جمع شدہ توانائی کے مساوی ہے۔ چار اعداد و شمار میں بڑے حروف سے متعلق اقدامات وہی ہیں جو اولسن سائیکل میں ہیں۔ سائیکل AB'CD سٹرلنگ سائیکل سے مطابقت رکھتا ہے (اضافی نوٹ 7)۔
جہاں E اور D بالترتیب برقی میدان اور برقی نقل مکانی کا میدان ہیں۔ Nd بالواسطہ طور پر DE سرکٹ (تصویر 1b) سے یا براہ راست تھرموڈینامک سائیکل شروع کر کے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ سب سے زیادہ کارآمد طریقوں کو اولسن نے 1980s17 میں پائرو الیکٹرک توانائی جمع کرنے کے اپنے اہم کام میں بیان کیا تھا۔
انجیر پر۔ 1b 0 سے 155 kV cm-1 (600 V) کی حد سے زیادہ بالترتیب 20 ° C اور 90 ° C پر جمع 1 ملی میٹر موٹی PST-MLC نمونوں کے دو monopolar DE لوپ دکھاتا ہے۔ ان دو چکروں کو تصویر 1a میں دکھائے گئے اولسن سائیکل کے ذریعے جمع کی گئی توانائی کا بالواسطہ حساب لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ درحقیقت، اولسن سائیکل دو آئسوفیلڈ شاخوں پر مشتمل ہے (یہاں، ڈی اے برانچ میں صفر فیلڈ اور BC برانچ میں 155 kV cm-1) اور دو آئسو تھرمل شاخیں (یہاں، AB برانچ میں 20°С اور 20°С) . سی ڈی برانچ میں سی) سائیکل کے دوران جمع ہونے والی توانائی نارنجی اور نیلے علاقوں (ای ڈی ڈی انٹیگرل) کے مساوی ہے۔ جمع شدہ توانائی Nd ان پٹ اور آؤٹ پٹ انرجی کے درمیان فرق ہے، یعنی انجیر میں صرف اورنج ایریا۔ 1ب۔ یہ خاص اولسن سائیکل 1.78 J cm-3 کی Nd توانائی کی کثافت دیتا ہے۔ سٹرلنگ سائیکل اولسن سائیکل (ضمنی نوٹ 7) کا متبادل ہے۔ چونکہ مستقل چارج اسٹیج (اوپن سرکٹ) زیادہ آسانی سے پہنچ جاتا ہے، تصویر 1b (سائیکل AB'CD) سے نکالی گئی توانائی کی کثافت 1.25 J cm-3 تک پہنچ جاتی ہے۔ یہ صرف 70 فیصد ہے جو اولسن سائیکل جمع کر سکتا ہے، لیکن سادہ کٹائی کا سامان ایسا کرتا ہے۔
اس کے علاوہ، ہم نے لنکم ٹمپریچر کنٹرول اسٹیج اور سورس میٹر (طریقہ) کا استعمال کرتے ہوئے PST MLC کو توانائی بخش کر اولسن سائیکل کے دوران جمع کی گئی توانائی کی براہ راست پیمائش کی۔ تصویر 1c سب سے اوپر اور متعلقہ انسیٹ میں کرنٹ (سرخ) اور وولٹیج (سیاہ) کو اسی 1 ملی میٹر موٹی PST MLC پر جمع کرتا ہے جیسا کہ DE لوپ اسی اولسن سائیکل سے گزر رہا ہے۔ کرنٹ اور وولٹیج جمع شدہ توانائی کا حساب لگانا ممکن بناتے ہیں، اور منحنی خطوط انجیر میں دکھائے گئے ہیں۔ 1c، نیچے (سبز) اور درجہ حرارت (پیلا) پورے چکر میں۔ ABCD حروف تصویر 1 میں اسی اولسن سائیکل کی نمائندگی کرتے ہیں۔ MLC چارجنگ AB ٹانگ کے دوران ہوتی ہے اور کم کرنٹ (200 µA) پر کی جاتی ہے، لہذا SourceMeter چارجنگ کو مناسب طریقے سے کنٹرول کر سکتا ہے۔ اس مستقل ابتدائی کرنٹ کا نتیجہ یہ ہے کہ وولٹیج وکر (سیاہ وکر) غیر لکیری ممکنہ نقل مکانی فیلڈ D PST (تصویر 1c، ٹاپ انسیٹ) کی وجہ سے لکیری نہیں ہے۔ چارجنگ کے اختتام پر، 30 mJ برقی توانائی MLC (پوائنٹ B) میں محفوظ کی جاتی ہے۔ پھر MLC گرم ہو جاتا ہے اور ایک منفی کرنٹ (اور اس وجہ سے ایک منفی کرنٹ) پیدا ہوتا ہے جب کہ وولٹیج 600 V پر رہتا ہے۔ 40 s کے بعد، جب درجہ حرارت 90 ° C کے سطح مرتفع پر پہنچ گیا، اس کرنٹ کی تلافی کی گئی، حالانکہ مرحلہ نمونہ اس آئسوفیلڈ کے دوران سرکٹ میں 35 mJ کی برقی طاقت پیدا ہوتی ہے (تصویر 1c میں دوسرا انسیٹ، اوپر)۔ اس کے بعد MLC (برانچ CD) پر وولٹیج کم ہو جاتا ہے، جس کے نتیجے میں بجلی کا اضافی 60 mJ ہوتا ہے۔ کل پیداوار توانائی 95 ایم جے ہے۔ جمع شدہ توانائی ان پٹ اور آؤٹ پٹ توانائی کے درمیان فرق ہے، جو 95 – 30 = 65 mJ دیتا ہے۔ یہ 1.84 J cm-3 کی توانائی کی کثافت سے مساوی ہے، جو DE رنگ سے نکالے گئے Nd کے بہت قریب ہے۔ اس اولسن سائیکل کی تولیدی صلاحیت کا بڑے پیمانے پر تجربہ کیا گیا ہے (ضمنی نوٹ 4)۔ وولٹیج اور درجہ حرارت میں مزید اضافہ کرکے، ہم نے 0.5 ملی میٹر موٹی PST MLC میں 750 V (195 kV cm-1) اور 175 °C (ضمنی نوٹ 5) کے درجہ حرارت کی حد میں اولسن سائیکلوں کا استعمال کرتے ہوئے 4.43 J cm-3 حاصل کیا۔ یہ براہ راست اولسن سائیکلوں کے لٹریچر میں رپورٹ کی گئی بہترین کارکردگی سے چار گنا زیادہ ہے اور یہ Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3 (PMN-PT) (1.06 J cm-3)18 (cm) کی پتلی فلموں پر حاصل کی گئی تھی۔ ادب میں مزید اقدار کے لیے جدول 1)۔ یہ کارکردگی ان MLCs کے انتہائی کم رساو کی وجہ سے پہنچی ہے (<10−7 A 750 V اور 180 ° C پر، تفصیلات ضمنی نوٹ 6 میں دیکھیں) — اس کے برعکس ایک اہم نکتہ جس کا ذکر اسمتھ وغیرہ نے کیا ہے۔ پہلے کے مطالعے میں استعمال ہونے والے مواد کے لیے 17,20۔ یہ کارکردگی ان MLCs کے انتہائی کم رساو کی وجہ سے پہنچی ہے (<10−7 A 750 V اور 180 ° C پر، تفصیلات ضمنی نوٹ 6 میں دیکھیں) — اس کے برعکس ایک اہم نکتہ جس کا ذکر اسمتھ وغیرہ نے کیا ہے۔ پہلے کے مطالعے میں استعمال ہونے والے مواد کے لیے 17,20۔ Эти характеристики были достигнуты благодаря очень низкому току утечки этих ML میگزین 6) — کریٹِیچِسکیائی مومینٹ، یوپومیانُوٹِی سِمیٹوم اور ڈی آر۔ 19 — в отличие от к материалам, использованным в более ранних исследованиях17,20۔ یہ خصوصیات ان MLCs کے بہت کم رساو کی وجہ سے حاصل ہوئیں (<10–7 A 750 V اور 180 ° C پر، تفصیلات کے لیے ضمنی نوٹ 6 دیکھیں) - ایک اہم نکتہ جس کا تذکرہ Smith et al نے کیا ہے۔ 19 - پہلے کے مطالعے میں استعمال ہونے والے مواد کے برعکس 17,20۔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 中于补充说明6中于补充说明6中于补充说明6提到的关键点——相比之下已经达到了这种性能到早期研究中使用的材料17,20۔由于 这些 ایم ایل سی ） — 等 人 19 提到 关键 关键 点 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下 相比之下下 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 相比之下荰翰早期研究中使用的材料17.20۔ Поскольку ток утечки этих MLC очень низкий (<10–7 А при 750 В и 180 °C, см янутый Смитом и др. 19 — для сравнения, были достигнуты эти характеристики. چونکہ ان MLCs کا لیکیج کرنٹ بہت کم ہے (<10–7 A 750 V اور 180 ° C پر، تفصیلات کے لیے ضمنی نوٹ 6 دیکھیں) - ایک اہم نکتہ جس کا ذکر اسمتھ ایٹ ال نے کیا ہے۔ 19 - موازنہ کے لیے، یہ کارکردگییں حاصل کی گئیں۔پہلے کے مطالعے میں استعمال ہونے والے مواد کے لیے 17,20۔
وہی حالات (600 V، 20–90 °C) سٹرلنگ سائیکل پر لاگو ہوتے ہیں (ضمنی نوٹ 7)۔ جیسا کہ DE سائیکل کے نتائج سے توقع کی گئی تھی، پیداوار 41.0 mJ تھی۔ سٹرلنگ سائیکلوں کی سب سے نمایاں خصوصیات میں سے ایک تھرمو الیکٹرک اثر کے ذریعے ابتدائی وولٹیج کو بڑھانے کی ان کی صلاحیت ہے۔ ہم نے 39 تک وولٹیج کے اضافے کا مشاہدہ کیا (15 V کے ابتدائی وولٹیج سے 590 V تک کے اختتامی وولٹیج تک، ضمنی تصویر 7.2 دیکھیں)۔
ان MLCs کی ایک اور امتیازی خصوصیت یہ ہے کہ یہ میکروسکوپک اشیاء ہیں جو اتنی بڑی ہیں کہ جول رینج میں توانائی جمع کر سکیں۔ لہذا، ہم نے 28 MLC PST 1 ملی میٹر موٹی کا استعمال کرتے ہوئے ایک پروٹو ٹائپ ہارویسٹر (HARV1) بنایا، اسی متوازی پلیٹ ڈیزائن کی پیروی کرتے ہوئے جسے Torello et al.14 نے بیان کیا ہے، 7×4 میٹرکس میں جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ گرمی لے جانے والا ڈائی الیکٹرک سیال مینی فولڈ کو دو آبی ذخائر کے درمیان ایک پیرسٹالٹک پمپ کے ذریعہ بے گھر کیا جاتا ہے جہاں سیال کا درجہ حرارت مستقل رکھا جاتا ہے (طریقہ)۔ انجیر میں بیان کردہ اولسن سائیکل کا استعمال کرتے ہوئے 3.1 J تک جمع کریں۔ 2a، 10°C اور 125°C پر isothermal خطے اور 0 اور 750 V (195 kV cm-1) پر isofield کے علاقے۔ یہ 3.14 J cm-3 کی توانائی کی کثافت سے مساوی ہے۔ اس کمبائن کا استعمال کرتے ہوئے، پیمائش مختلف حالات کے تحت لی گئی تھی (تصویر 2b)۔ نوٹ کریں کہ 1.8 J 80 ° C کے درجہ حرارت کی حد اور 600 V (155 kV cm-1) کے وولٹیج پر حاصل کیا گیا تھا۔ یہ انہی شرائط (28 × 65 = 1820 mJ) کے تحت 1 ملی میٹر موٹی PST MLC کے لئے پہلے ذکر کردہ 65 mJ کے ساتھ اچھے معاہدے میں ہے۔
a، 28 MLC PSTs 1 ملی میٹر موٹی (4 قطاریں × 7 کالم) پر مبنی اسمبلڈ HARV1 پروٹو ٹائپ کا تجرباتی سیٹ اپ اولسن سائیکلوں پر چل رہا ہے۔ سائیکل کے چار مراحل میں سے ہر ایک کے لیے پروٹوٹائپ میں درجہ حرارت اور وولٹیج فراہم کیے گئے ہیں۔ کمپیوٹر ایک پیرسٹالٹک پمپ چلاتا ہے جو ٹھنڈے اور گرم ذخائر، دو والوز اور طاقت کے منبع کے درمیان ڈائی الیکٹرک سیال کو گردش کرتا ہے۔ کمپیوٹر پاور سپلائی سے پروٹوٹائپ کو فراہم کردہ وولٹیج اور کرنٹ اور کمبائن کے درجہ حرارت پر ڈیٹا اکٹھا کرنے کے لیے بھی تھرموکوپل کا استعمال کرتا ہے۔ b، مختلف تجربات میں ہمارے 4×7 MLC پروٹو ٹائپ بمقابلہ درجہ حرارت کی حد (X-axis) اور وولٹیج (Y-axis) کے ذریعے جمع کردہ توانائی (رنگ)۔
ہارویسٹر کے ایک بڑے ورژن (HARV2) کے ساتھ 60 PST MLC 1 ملی میٹر موٹی اور 160 PST MLC 0.5 ملی میٹر موٹی (41.7 g ایکٹیو پائرو الیکٹرک میٹریل) نے 11.2 J دیا (ضمنی نوٹ 8)۔ 1984 میں، اولسن نے ٹن ڈوپڈ Pb(Zr,Ti)O3 مرکب کے 317 جی پر مبنی ایک انرجی ہارویسٹر بنایا جو تقریباً 150 °C (ریفری 21) کے درجہ حرارت پر 6.23 J بجلی پیدا کرنے کے قابل تھا۔ اس کمبائن کے لیے، یہ جول رینج میں دستیاب واحد دوسری قدر ہے۔ اسے ہماری حاصل کردہ قیمت سے نصف سے زیادہ اور معیار سے تقریباً سات گنا زیادہ ملا۔ اس کا مطلب ہے کہ HARV2 کی توانائی کی کثافت 13 گنا زیادہ ہے۔
HARV1 سائیکل کا دورانیہ 57 سیکنڈ ہے۔ اس نے 1 ملی میٹر موٹی ایم ایل سی سیٹ کے 7 کالموں کی 4 قطاروں کے ساتھ 54 میگاواٹ بجلی پیدا کی۔ اسے ایک قدم آگے بڑھانے کے لیے، ہم نے 0.5 ملی میٹر موٹی PST MLC کے ساتھ ایک تیسرا کمبائن (HARV3) بنایا اور HARV1 اور HARV2 (ضمنی نوٹ 9) سے ملتا جلتا سیٹ اپ بنایا۔ ہم نے 12.5 سیکنڈ کا تھرملائزیشن ٹائم ناپا۔ یہ 25 سیکنڈ کے چکر کے وقت سے مساوی ہے (ضمیمہ تصویر 9)۔ جمع شدہ توانائی (47 mJ) 1.95 mW فی MLC کی برقی طاقت دیتی ہے، جس کے نتیجے میں ہمیں یہ تصور کرنے کی اجازت ملتی ہے کہ HARV2 0.55 W (تقریباً 1.95 mW × 280 PST MLC 0.5 ملی میٹر موٹا) پیدا کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، ہم نے HARV1 تجربات سے مطابقت رکھتے ہوئے Finite Element Simulation (COMSOL، سپلیمنٹری نوٹ 10 اور سپلیمنٹری ٹیبلز 2–4) کا استعمال کرتے ہوئے حرارت کی منتقلی کی نقل تیار کی۔ محدود عنصر کی ماڈلنگ نے MLC کو 0.2 ملی میٹر تک پتلا کرکے، پانی کو کولنٹ کے طور پر استعمال کرکے، اور میٹرکس کو 7 قطاروں میں بحال کرکے PST کالموں کی ایک ہی تعداد کے لیے تقریباً ایک ترتیب سے زیادہ (430 میگاواٹ) کی طاقت کی قدروں کی پیش گوئی کرنا ممکن بنایا۔ . × 4 کالم (اس کے علاوہ، 960 میگاواٹ تھے جب ٹینک کمبائن کے ساتھ تھا، ضمنی شکل 10b)۔
اس کلکٹر کی افادیت کو ظاہر کرنے کے لیے، اسٹینڈ اکیلے مظاہرہ کرنے والے پر ایک سٹرلنگ سائیکل لاگو کیا گیا تھا جس میں صرف دو 0.5 ملی میٹر موٹی PST MLC ہیٹ کلیکٹر، ایک ہائی وولٹیج سوئچ، اسٹوریج کیپسیٹر کے ساتھ ایک کم وولٹیج سوئچ، ایک DC/DC کنورٹر تھا۔ ، ایک کم طاقت والا مائکروکنٹرولر، دو تھرموکوپلز اور بوسٹ کنورٹر (ضمنی نوٹ 11)۔ سرکٹ کے لیے ضروری ہے کہ سٹوریج کیپسیٹر کو ابتدائی طور پر 9V پر چارج کیا جائے اور پھر خود مختار طور پر چلتا ہے جب کہ دو MLCs کا درجہ حرارت -5°C سے 85°C تک ہوتا ہے، یہاں 160s کے چکروں میں (کئی سائیکلز کو ضمنی نوٹ 11 میں دکھایا گیا ہے) . قابل ذکر بات یہ ہے کہ صرف 0.3 گرام وزنی دو ایم ایل سی اس بڑے نظام کو خود مختار طور پر کنٹرول کر سکتے ہیں۔ ایک اور دلچسپ خصوصیت یہ ہے کہ کم وولٹیج کنورٹر 79% کارکردگی کے ساتھ 400V کو 10-15V میں تبدیل کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے (ضمنی نوٹ 11 اور سپلیمنٹری فگر 11.3)۔
آخر میں، ہم نے تھرمل توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرنے میں ان MLC ماڈیولز کی کارکردگی کا جائزہ لیا۔ کارکردگی کے معیار کے عنصر η کو جمع شدہ برقی توانائی Nd کی کثافت اور فراہم کردہ حرارت کن کی کثافت کے تناسب کے طور پر بیان کیا گیا ہے (ضمنی نوٹ 12):
اعداد و شمار 3a،b 0.5 ملی میٹر موٹی PST MLC کے درجہ حرارت کی حد کے ایک فنکشن کے طور پر بالترتیب آلسن سائیکل کی کارکردگی η اور متناسب کارکردگی ηr کو ظاہر کرتے ہیں۔ دونوں ڈیٹا سیٹ 195 kV cm-1 کے برقی فیلڈ کے لیے دیے گئے ہیں۔ کارکردگی \(\this\) 1.43% تک پہنچ جاتی ہے، جو کہ ηr کے 18% کے برابر ہے۔ تاہم، 25 °C سے 35 °C تک 10 K کے درجہ حرارت کی حد کے لیے، ηr 40% تک کی قدروں تک پہنچ جاتا ہے (تصویر 3b میں نیلے رنگ کا وکر)۔ یہ 10 K اور 300 kV cm-1 (Ref. 18) کے درجہ حرارت کی حد میں PMN-PT فلموں (ηr = 19%) میں درج NLP مواد کے لیے معلوم قدر سے دوگنا ہے۔ 10 K سے کم درجہ حرارت کی حدوں پر غور نہیں کیا گیا کیونکہ PST MLC کا تھرمل ہسٹریسس 5 اور 8 K کے درمیان ہے۔ کارکردگی پر مرحلے کی منتقلی کے مثبت اثر کو تسلیم کرنا اہم ہے۔ درحقیقت، η اور ηr کی زیادہ سے زیادہ قدریں تقریباً سبھی ابتدائی درجہ حرارت Ti = 25 ° C انجیر میں حاصل کی جاتی ہیں۔ 3a، b یہ ایک قریبی مرحلے کی منتقلی کی وجہ سے ہے جب کوئی فیلڈ لاگو نہیں کیا جاتا ہے اور کیوری درجہ حرارت TC ان MLCs میں تقریبا 20 ° C ہے (ضمنی نوٹ 13)۔
a,b، کارکردگی η اور اولسن سائیکل کی متناسب کارکردگی (a)\({\eta }_{{\rm{r}}}=\eta /{\eta}_{{\rm{Carnot} 195 kV cm-1 کی فیلڈ کے ذریعے زیادہ سے زیادہ الیکٹرک اور مختلف ابتدائی درجہ حرارت Ti، }}\,\)(b) MPC PST 0.5 ملی میٹر موٹی کے لیے، درجہ حرارت کے وقفے پر منحصر ہے ΔTspan۔
مؤخر الذکر مشاہدے کے دو اہم مضمرات ہیں: (1) کسی بھی موثر سائیکلنگ کا آغاز TC سے اوپر کے درجہ حرارت پر ہونا چاہیے تاکہ فیلڈ سے متاثرہ مرحلے کی منتقلی (پیرا الیکٹرک سے فیرو الیکٹرک تک) واقع ہو۔ (2) یہ مواد TC کے قریب چلنے کے اوقات میں زیادہ موثر ہوتے ہیں۔ اگرچہ ہمارے تجربات میں بڑے پیمانے پر افادیت دکھائی گئی ہے، لیکن درجہ حرارت کی محدود حد کارنوٹ کی حد (\(\Delta T/T\)) کی وجہ سے ہمیں بڑی مطلق صلاحیتوں کو حاصل کرنے کی اجازت نہیں دیتی ہے۔ تاہم، ان PST MLCs کی طرف سے ظاہر کی گئی بہترین کارکردگی اولسن کو جواز فراہم کرتی ہے جب اس نے ذکر کیا کہ "50 °C اور 250 °C کے درمیان درجہ حرارت پر چلنے والی ایک مثالی کلاس 20 ری جنریٹو تھرمو الیکٹرک موٹر کی کارکردگی 30% ہو سکتی ہے"17۔ ان اقدار تک پہنچنے اور تصور کو جانچنے کے لیے، مختلف TCs کے ساتھ ڈوپڈ PSTs کا استعمال کرنا مفید ہو گا، جیسا کہ شیبانوف اور بورمن نے مطالعہ کیا ہے۔ انہوں نے ظاہر کیا کہ PST میں TC 3°C (Sb doping) سے 33°C (Ti doping) 22 تک مختلف ہو سکتا ہے۔ لہذا، ہم یہ قیاس کرتے ہیں کہ ڈوپڈ PST MLCs یا مضبوط فرسٹ آرڈر فیز ٹرانزیشن کے ساتھ دیگر مواد پر مبنی اگلی نسل کے پائرو الیکٹرک ری جنریٹرز بہترین پاور ہارویسٹرس کا مقابلہ کر سکتے ہیں۔
اس مطالعہ میں، ہم نے PST سے بنائے گئے MLCs کی چھان بین کی۔ یہ آلات Pt اور PST الیکٹروڈ کی ایک سیریز پر مشتمل ہوتے ہیں، جس کے تحت متعدد کیپسیٹرز متوازی طور پر جڑے ہوتے ہیں۔ PST کا انتخاب اس لیے کیا گیا کیونکہ یہ ایک بہترین EC مواد ہے اور اس لیے ممکنہ طور پر بہترین NLP مواد ہے۔ یہ 20 °C کے ارد گرد ایک تیز فرسٹ آرڈر فیرو الیکٹرک-پیرا الیکٹرک مرحلے کی منتقلی کی نمائش کرتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ اس کی اینٹروپی تبدیلیاں تصویر 1 میں دکھائی جانے والی تبدیلیوں سے ملتی جلتی ہیں۔ اسی طرح کے MLCs کو EC13,14 آلات کے لیے مکمل طور پر بیان کیا گیا ہے۔ اس مطالعہ میں، ہم نے 10.4 × 7.2 × 1 mm³ اور 10.4 × 7.2 × 0.5 mm³ MLCs کا استعمال کیا۔ 1 ملی میٹر اور 0.5 ملی میٹر کی موٹائی والے MLCs PST کی 19 اور 9 تہوں سے بالترتیب 38.6 µm کی موٹائی کے ساتھ بنائے گئے تھے۔ دونوں صورتوں میں، اندرونی PST پرت 2.05 µm موٹی پلاٹینم الیکٹروڈ کے درمیان رکھی گئی تھی۔ ان MLCs کا ڈیزائن فرض کرتا ہے کہ 55% PSTs فعال ہیں، جو الیکٹروڈز کے درمیان کے حصے کے مطابق ہیں (ضمنی نوٹ 1)۔ فعال الیکٹروڈ ایریا 48.7 ملی میٹر 2 تھا (ضمنی جدول 5)۔ MLC PST ٹھوس فیز ری ایکشن اور کاسٹنگ طریقہ سے تیار کیا گیا تھا۔ تیاری کے عمل کی تفصیلات پچھلے آرٹیکل 14 میں بیان کی جا چکی ہیں۔ PST MLC اور پچھلے مضمون کے درمیان فرق میں سے ایک B-sites کی ترتیب ہے، جو PST میں EC کی کارکردگی کو بہت متاثر کرتی ہے۔ PST MLC کی B-سائٹس کا آرڈر 0.75 (ضمنی نوٹ 2) ہے جو 1400 ° C پر سینٹرنگ کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے جس کے بعد 1000 ° C پر سینکڑوں گھنٹے طویل اینیلنگ ہوتی ہے۔ PST MLC کے بارے میں مزید معلومات کے لیے، سپلیمنٹری نوٹس 1-3 اور ضمنی جدول 5 دیکھیں۔
اس مطالعے کا بنیادی تصور اولسن سائیکل (تصویر 1) پر مبنی ہے۔ اس طرح کے چکر کے لیے، ہمیں ایک گرم اور ٹھنڈا ذخیرہ اور بجلی کی فراہمی کی ضرورت ہے جو مختلف MLC ماڈیولز میں وولٹیج اور کرنٹ کی نگرانی اور کنٹرول کر سکے۔ ان ڈائریکٹ سائیکلوں میں دو مختلف کنفیگریشنز کا استعمال کیا گیا، یعنی (1) کیتھلی 2410 پاور سورس سے منسلک ایک ایم ایل سی کو گرم کرنے اور ٹھنڈا کرنے والے لنکم ماڈیولز، اور (2) تین پروٹو ٹائپس (HARV1، HARV2 اور HARV3) ایک ہی سورس انرجی کے متوازی طور پر۔ مؤخر الذکر صورت میں، دو ذخائر (گرم اور سرد) اور MLC کے درمیان حرارت کے تبادلے کے لیے ایک ڈائی الیکٹرک سیال (25°C پر 5 cP کی واسکاسیٹی کے ساتھ سلیکون آئل، سگما Aldrich سے خریدا گیا) استعمال کیا گیا تھا۔ تھرمل ریزروائر ایک شیشے کے کنٹینر پر مشتمل ہوتا ہے جو ڈائی الیکٹرک سیال سے بھرا ہوتا ہے اور اسے تھرمل پلیٹ کے اوپر رکھا جاتا ہے۔ کولڈ سٹوریج پانی اور برف سے بھرے ایک بڑے پلاسٹک کنٹینر میں ڈائی الیکٹرک سیال پر مشتمل مائع ٹیوبوں کے ساتھ پانی کے غسل پر مشتمل ہوتا ہے۔ دو تین طرفہ پنچ والوز (بائیو کیم فلوڈکس سے خریدے گئے) کمبائن کے ہر سرے پر رکھے گئے تھے تاکہ سیال کو ایک ذخیرے سے دوسرے میں درست طریقے سے تبدیل کیا جا سکے (شکل 2a)۔ PST-MLC پیکیج اور کولنٹ کے درمیان تھرمل توازن کو یقینی بنانے کے لیے، سائیکل کا دورانیہ اس وقت تک بڑھا دیا گیا جب تک کہ انلیٹ اور آؤٹ لیٹ تھرموکوپل (PST-MLC پیکج کے جتنا قریب ہو) ایک جیسا درجہ حرارت ظاہر نہ کر دیں۔ Python اسکرپٹ درست اولسن سائیکل کو چلانے کے لیے تمام آلات (ذریعہ میٹر، پمپ، والوز اور تھرموکوپل) کو منظم اور ہم آہنگ کرتی ہے، یعنی سورس میٹر چارج ہونے کے بعد کولنٹ لوپ PST اسٹیک کے ذریعے سائیکل چلانا شروع کر دیتا ہے تاکہ وہ مطلوبہ حد تک گرم ہو جائیں۔ دی گئی اولسن سائیکل کے لیے لگائی گئی وولٹیج۔
متبادل طور پر، ہم نے بالواسطہ طریقوں سے جمع شدہ توانائی کی ان براہ راست پیمائش کی تصدیق کی ہے۔ یہ بالواسطہ طریقے برقی نقل مکانی (D) - الیکٹرک فیلڈ (E) فیلڈ لوپس پر مبنی ہیں جو مختلف درجہ حرارت پر جمع ہوتے ہیں، اور دو DE لوپس کے درمیان کے رقبے کا حساب لگا کر، کوئی بھی درست طریقے سے اندازہ لگا سکتا ہے کہ کتنی توانائی جمع کی جا سکتی ہے، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ . شکل 2. .1b میں یہ DE لوپس کیتھلی سورس میٹر کا استعمال کرتے ہوئے بھی جمع کیے جاتے ہیں۔
ریفرنس میں بیان کردہ ڈیزائن کے مطابق اٹھائیس 1 ملی میٹر موٹی PST MLCs کو 4 قطار، 7 کالم کے متوازی پلیٹ ڈھانچے میں جمع کیا گیا تھا۔ 14. PST-MLC قطاروں کے درمیان سیال کا فرق 0.75mm ہے۔ یہ PST MLC کے کناروں کے ارد گرد مائع اسپیسرز کے طور پر دو طرفہ ٹیپ کی پٹیوں کو شامل کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ PST MLC الیکٹروڈ لیڈز کے ساتھ رابطے میں چاندی کے ایپوکسی پل کے ساتھ متوازی طور پر منسلک ہوتا ہے۔ اس کے بعد، بجلی کی فراہمی سے منسلک ہونے کے لیے تاروں کو الیکٹروڈ ٹرمینلز کے ہر طرف سلور ایپوکسی رال سے چپکا دیا گیا تھا۔ آخر میں، پورے ڈھانچے کو پولی اولفن نلی میں داخل کریں۔ مؤخر الذکر کو سیال ٹیوب سے چپکا دیا جاتا ہے تاکہ مناسب سگ ماہی کو یقینی بنایا جاسکے۔ آخر میں، پی ایس ٹی-ایم ایل سی ڈھانچے کے ہر سرے میں 0.25 ملی میٹر موٹی K-قسم کے تھرموکوپل بنائے گئے تھے تاکہ انلیٹ اور آؤٹ لیٹ مائع درجہ حرارت کی نگرانی کی جا سکے۔ ایسا کرنے کے لیے، نلی سب سے پہلے سوراخ کیا جانا چاہئے. تھرموکوپل کو انسٹال کرنے کے بعد، مہر کو بحال کرنے کے لیے تھرموکوپل کی نلی اور تار کے درمیان پہلے کی طرح ہی چپکنے والی چیز لگائیں۔
آٹھ الگ الگ پروٹو ٹائپ بنائے گئے تھے، جن میں سے چار میں 40 0.5 ملی میٹر موٹی MLC PSTs 5 کالموں اور 8 قطاروں کے ساتھ متوازی پلیٹوں کے طور پر تقسیم کیے گئے تھے، اور باقی چار میں 15 1 ملی میٹر موٹی MLC PSTs ہر ایک میں تھیں۔ 3-کالم × 5- قطار کے متوازی پلیٹ ڈھانچے میں۔ استعمال شدہ PST MLCs کی کل تعداد 220 تھی (160 0.5 ملی میٹر موٹی اور 60 PST MLC 1 ملی میٹر موٹی)۔ ہم ان دو ذیلی یونٹس کو HARV2_160 اور HARV2_60 کہتے ہیں۔ پروٹو ٹائپ HARV2_160 میں مائع خلا دو دو طرفہ ٹیپس پر مشتمل ہے 0.25 ملی میٹر موٹی تار کے ساتھ ان کے درمیان 0.25 ملی میٹر موٹی۔ HARV2_60 پروٹو ٹائپ کے لیے، ہم نے وہی طریقہ کار دہرایا، لیکن 0.38 ملی میٹر موٹی تار کا استعمال کیا۔ ہم آہنگی کے لیے، HARV2_160 اور HARV2_60 کے اپنے سیال سرکٹس، پمپ، والوز اور کولڈ سائیڈ ہیں (ضمنی نوٹ 8)۔ دو HARV2 یونٹس ایک ہیٹ ریزروائر، ایک 3 لیٹر کنٹینر (30 سینٹی میٹر x 20 سینٹی میٹر x 5 سینٹی میٹر) دو گرم پلیٹوں پر گھومنے والے مقناطیس کے ساتھ بانٹتے ہیں۔ تمام آٹھ انفرادی پروٹو ٹائپ برقی طور پر متوازی طور پر جڑے ہوئے ہیں۔ HARV2_160 اور HARV2_60 ذیلی یونٹس ایک ساتھ اولسن سائیکل میں کام کرتے ہیں جس کے نتیجے میں 11.2 J کی توانائی حاصل ہوتی ہے۔
0.5 ملی میٹر موٹی PST MLC کو پولی اولفن ہوز میں دو طرفہ ٹیپ اور تار کے ساتھ رکھیں تاکہ مائع کے بہنے کے لیے جگہ پیدا ہو۔ اس کے چھوٹے سائز کی وجہ سے، پروٹوٹائپ کو گرم یا ٹھنڈے ریزروائر والو کے پاس رکھا گیا تھا، جس سے سائیکل کے اوقات کو کم کیا گیا تھا۔
PST MLC میں، ہیٹنگ برانچ پر مستقل وولٹیج لگا کر ایک مستقل الیکٹرک فیلڈ لگائی جاتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، ایک منفی تھرمل کرنٹ پیدا ہوتا ہے اور توانائی کو ذخیرہ کیا جاتا ہے۔ PST MLC کو گرم کرنے کے بعد، فیلڈ کو ہٹا دیا جاتا ہے (V = 0)، اور اس میں ذخیرہ شدہ توانائی کو سورس کاؤنٹر پر واپس کر دیا جاتا ہے، جو جمع شدہ توانائی کے ایک اور شراکت کے مساوی ہے۔ آخر میں، ایک وولٹیج V = 0 لاگو ہونے کے ساتھ، MLC PSTs کو ان کے ابتدائی درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا جاتا ہے تاکہ سائیکل دوبارہ شروع ہو سکے۔ اس مرحلے میں، توانائی جمع نہیں کی جاتی ہے. ہم نے کیتھلی 2410 سورس میٹر کا استعمال کرتے ہوئے اولسن سائیکل چلایا، PST MLC کو وولٹیج کے ذریعہ سے چارج کیا اور موجودہ میچ کو مناسب قیمت پر سیٹ کیا تاکہ قابل اعتماد توانائی کے حسابات کے لیے چارجنگ مرحلے کے دوران کافی پوائنٹس اکٹھے کیے جائیں۔
سٹرلنگ سائیکلوں میں، PST MLCs کو ابتدائی الیکٹرک فیلڈ ویلیو (ابتدائی وولٹیج Vi > 0) پر وولٹیج سورس موڈ میں چارج کیا گیا، ایک مطلوبہ تعمیل کرنٹ تاکہ چارجنگ کا مرحلہ تقریباً 1 سیکنڈ لے (اور قابل اعتماد حساب کتاب کے لیے کافی پوائنٹس اکٹھے کیے جاتے ہیں۔ توانائی) اور سرد درجہ حرارت۔ سٹرلنگ سائیکلوں میں، PST MLCs کو ابتدائی الیکٹرک فیلڈ ویلیو (ابتدائی وولٹیج Vi > 0) پر وولٹیج سورس موڈ میں چارج کیا گیا، ایک مطلوبہ تعمیل کرنٹ تاکہ چارجنگ کا مرحلہ تقریباً 1 سیکنڈ لے (اور قابل اعتماد حساب کتاب کے لیے کافی پوائنٹس اکٹھے کیے جاتے ہیں۔ توانائی) اور سرد درجہ حرارت۔ В циклах Стирлинга PST MLC заряжались в режиме источника напряжения при начальном значении электрического поля (начальное значении) , ливом токе, так что этап зарядки занимает около 1 سٹرلنگ PST MLC سائیکلوں میں، انہیں وولٹیج سورس موڈ میں الیکٹرک فیلڈ کی ابتدائی قیمت (ابتدائی وولٹیج Vi> 0)، مطلوبہ پیداواری کرنٹ پر چارج کیا جاتا تھا، تاکہ چارج کرنے کے مرحلے میں تقریباً 1 سیکنڈ لگیں (اور کافی تعداد) ایک قابل اعتماد توانائی کے حساب کتاب کے لیے پوائنٹس جمع کیے جاتے ہیں) اور سرد درجہ حرارت۔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，所顔电电压电步骤大约需要1 秒（并且收集了足够的点以可靠地计算能量）和低温. ماسٹر سائیکل میں، PST MLC کو وولٹیج سورس موڈ میں ابتدائی الیکٹرک فیلڈ ویلیو (ابتدائی وولٹیج Vi > 0) پر چارج کیا جاتا ہے، تاکہ مطلوبہ تعمیل کرنٹ چارجنگ سٹیپ کے لیے تقریباً 1 سیکنڈ لیتا ہے (اور ہم نے کافی پوائنٹس جمع کیے قابل اعتماد طریقے سے (توانائی) اور کم درجہ حرارت کا حساب لگائیں۔ в ц [ ение vi> 0) ، е е е т т о та خدشے зание خدش بالائے о ، о оанианианиание خد с с с н нзр нанае خدص обы надежно расчтата энергю) нз н н е т теاحاح releера خد у ы . سٹرلنگ سائیکل میں، PST MLC کو وولٹیج سورس موڈ میں الیکٹرک فیلڈ کی ابتدائی قدر (ابتدائی وولٹیج Vi> 0) کے ساتھ چارج کیا جاتا ہے، مطلوبہ تعمیل کرنٹ اس طرح ہے کہ چارج کرنے کے مرحلے میں تقریباً 1 سیکنڈ لگتے ہیں (اور کافی تعداد) پوائنٹس کو قابل اعتماد طریقے سے توانائی کا حساب لگانے کے لیے جمع کیا جاتا ہے) اور کم درجہ حرارت۔اس سے پہلے کہ PST MLC گرم ہو جائے، I = 0 mA کا مماثل کرنٹ لگا کر سرکٹ کھولیں (کم از کم مماثل کرنٹ جسے ہمارا ماپنے والا ذریعہ سنبھال سکتا ہے 10 nA ہے)۔ نتیجے کے طور پر، MJK کے PST میں چارج رہتا ہے، اور نمونہ گرم ہونے کے ساتھ ہی وولٹیج بڑھ جاتا ہے۔ بازو BC میں کوئی توانائی جمع نہیں ہوتی کیونکہ I = 0 mA۔ اعلی درجہ حرارت تک پہنچنے کے بعد، MLT FT میں وولٹیج بڑھ جاتا ہے (بعض صورتوں میں 30 گنا سے زیادہ، اضافی تصویر 7.2 دیکھیں)، MLK FT خارج ہو جاتا ہے (V = 0)، اور اسی کے لیے ان میں برقی توانائی ذخیرہ کی جاتی ہے۔ جیسا کہ وہ ابتدائی چارج ہیں۔ اسی موجودہ خط و کتابت کو میٹر سورس پر واپس کر دیا جاتا ہے۔ وولٹیج حاصل کرنے کی وجہ سے، زیادہ درجہ حرارت پر ذخیرہ شدہ توانائی سائیکل کے آغاز میں فراہم کی گئی توانائی سے زیادہ ہے۔ نتیجتاً حرارت کو بجلی میں تبدیل کرکے توانائی حاصل کی جاتی ہے۔
PST MLC پر لاگو وولٹیج اور کرنٹ کی نگرانی کے لیے ہم نے Keithley 2410 SourceMeter کا استعمال کیا۔ متعلقہ توانائی کا حساب کیتھلی کے سورس میٹر کے ذریعہ پڑھے جانے والے وولٹیج اور کرنٹ کی پیداوار کو یکجا کرکے لگایا جاتا ہے، \ (E = {\int __{0}^{\tau }{I}_({\rm {meas))}\ بائیں(t\ دائیں){V}_{{\rm{meas}}}(t)\)، جہاں τ مدت کی مدت ہے۔ ہماری توانائی کے منحنی خطوط پر، مثبت توانائی کی قدروں کا مطلب ہے وہ توانائی جو ہم نے MLC PST کو دینا ہے، اور منفی قدروں کا مطلب ہے وہ توانائی جو ہم ان سے نکالتے ہیں اور اس وجہ سے حاصل ہونے والی توانائی۔ جمع شدہ توانائی کو پورے سائیکل کی مدت τ سے تقسیم کرکے دیئے گئے مجموعہ سائیکل کے لیے رشتہ دار طاقت کا تعین کیا جاتا ہے۔
تمام ڈیٹا مرکزی متن یا اضافی معلومات میں پیش کیا جاتا ہے۔ مواد کے لیے خطوط اور درخواستیں اس مضمون کے ساتھ فراہم کردہ AT یا ED ڈیٹا کے ماخذ کی طرف بھیجی جائیں۔
اینڈو جونیئر، او ایچ، مارن، اے ایل او اور ہیناو، این سی توانائی کی کٹائی کے لیے تھرمو الیکٹرک مائکروجنریٹرز کی ترقی اور استعمال کا جائزہ۔ اینڈو جونیئر، او ایچ، مارن، اے ایل او اور ہیناو، این سی توانائی کی کٹائی کے لیے تھرمو الیکٹرک مائکروجنریٹرز کی ترقی اور استعمال کا جائزہ۔اینڈو جونیئر، اوہائیو، ماران، اے ایل او اور ہیناو، این سی توانائی کی کٹائی کے لیے تھرمو الیکٹرک مائکروجنریٹرز کی ترقی اور استعمال کا جائزہ۔ Ando Junior, OH, Maran, ALO & Henao, NC 回顾用于能量收集的热电微型发电机的开发和应用۔ Ando Junior, OH, Maran, ALO اور Henao, NCاینڈو جونیئر، اوہائیو، ماران، اے ایل او، اور ہیناو، این سی توانائی کی کٹائی کے لیے تھرمو الیکٹرک مائیکروجنریٹرز کی ترقی اور استعمال پر غور کر رہے ہیں۔دوبارہ شروع کریں حمایت توانائی Rev. 91, 376–393 (2018)۔
پولمین، اے، نائٹ، ایم، گارنیٹ، ای سی، ایرلر، بی اینڈ سنک، ڈبلیو سی فوٹوولٹک مواد: موجودہ افادیت اور مستقبل کے چیلنجز۔ پولمین، اے، نائٹ، ایم، گارنیٹ، ای سی، ایرلر، بی اینڈ سنک، ڈبلیو سی فوٹوولٹک مواد: موجودہ افادیت اور مستقبل کے چیلنجز۔پولمین، اے، نائٹ، ایم، گارنیٹ، ای کے، ایرلر، بی اور سنک، وی کے فوٹوولٹک مواد: موجودہ کارکردگی اور مستقبل کے چیلنجز۔ پولمین، اے، نائٹ، ایم، گارنیٹ، ای سی، ایرلر، بی اینڈ سنک، ڈبلیو سی 光伏材料：目前的效率和未来的挑战. پولمین، اے، نائٹ، ایم، گارنیٹ، ای سی، ایرلر، بی اینڈ سنک، ڈبلیو سی سولر میٹریل: موجودہ کارکردگی اور مستقبل کے چیلنجز۔پولمین، اے، نائٹ، ایم، گارنیٹ، ای کے، ایرلر، بی اور سنک، وی کے فوٹوولٹک مواد: موجودہ کارکردگی اور مستقبل کے چیلنجز۔سائنس 352، aad4424 (2016)۔
سونگ، کے، ژاؤ، آر، وانگ، زیڈ ایل اور یانگ، وائی۔ خود سے چلنے والے بیک وقت درجہ حرارت اور پریشر سینسنگ کے لیے کنجیکٹڈ پائرو پیزو الیکٹرک اثر۔ سونگ، کے، ژاؤ، آر، وانگ، زیڈ ایل اور یانگ، وائی۔ کنجیکٹ پائرو پیزو الیکٹرک اثر خود سے چلنے والے بیک وقت درجہ حرارت اور پریشر سینسنگ کے لیے۔گانا K.، Zhao R.، Wang ZL اور Yan Yu. درجہ حرارت اور دباؤ کی خود مختار بیک وقت پیمائش کے لیے مشترکہ پائروپیزو الیکٹرک اثر۔ گانا، K.، Zhao، R.، Wang، ZL اور Yang، Y. 用于自供电同时温度和压力传感的联合热压电效应. سونگ، کے، ژاؤ، آر، وانگ، زیڈ ایل اور یانگ، وائی درجہ حرارت اور دباؤ کے ساتھ ساتھ خود کو طاقت دینے کے لیے۔گانا K.، Zhao R.، Wang ZL اور Yan Yu. درجہ حرارت اور دباؤ کی خود مختار بیک وقت پیمائش کے لیے مشترکہ تھرموپیزو الیکٹرک اثر۔آگے. الما میٹر 31، 1902831 (2019)۔
Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. ایک آرام دہ فیرو الیکٹرک سیرامک ​​میں ایرکسن پائرو الیکٹرک سائیکلوں پر مبنی توانائی کی کٹائی۔ Sebald, G., Pruvost, S. & Guyomar, D. ایک آرام دہ فیرو الیکٹرک سیرامک ​​میں ایرکسن پائرو الیکٹرک سائیکلوں پر مبنی توانائی کی کٹائی۔Sebald G., Prouvost S. اور Guyomar D. آرام دہ فیرو الیکٹرک سیرامکس میں پائرو الیکٹرک ایرکسن سائیکل پر مبنی توانائی کی کٹائی۔Sebald G., Prouvost S. اور Guyomar D. Ericsson پائرو الیکٹرک سائیکلنگ پر مبنی آرام دہ فیرو الیکٹرک سیرامکس میں توانائی کی کٹائی۔ اسمارٹ الما میٹر۔ ساخت 17، 15012 (2007)۔
Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW نیکسٹ جنریشن الیکٹرو کیلورک اور پائرو الیکٹرک مواد برائے سالڈ سٹیٹ الیکٹرو تھرمل انرجی انٹرکنورژن۔ Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW نیکسٹ جنریشن الیکٹرو کیلورک اور پائرو الیکٹرک مواد برائے سالڈ سٹیٹ الیکٹرو تھرمل انرجی انٹرکنورژن۔ Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материалы следующего поколения доставия дотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW نیکسٹ جنریشن الیکٹرو کیلورک اور پائرو الیکٹرک مواد برائے سالڈ سٹیٹ الیکٹرو تھرمل انرجی انٹر کنورژن۔ Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW 用于固态电热能相互转换的下一一代电热和热金用一代电热和热里 Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW Электрокалорические и пироэлектрические материалы следующего поколения доставия дотельной электротермической энергии. Alpay, SP, Mantese, J., Trolier-Mckinstry, S., Zhang, Q. & Whatmore, RW نیکسٹ جنریشن الیکٹرو کیلورک اور پائرو الیکٹرک مواد برائے سالڈ سٹیٹ الیکٹرو تھرمل انرجی انٹر کنورژن۔لیڈی بیل۔ 39، 1099–1109 (2014)۔
Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. پائرو الیکٹرک نینو جنریٹرز کی کارکردگی کو درست کرنے کے لیے معیاری اور فگر آف میرٹ۔ Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. پائرو الیکٹرک نینو جنریٹرز کی کارکردگی کو درست کرنے کے لیے معیاری اور فگر آف میرٹ۔ژانگ، کے، وانگ، وائی، وانگ، زیڈ ایل اور یانگ، یو۔ پائرو الیکٹرک نینو جنریٹرز کی کارکردگی کو درست کرنے کے لیے معیاری اور معیاری سکور۔ Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y. 用于量化热释电纳米发电机性能的标准和品质因数. Zhang, K., Wang, Y., Wang, ZL & Yang, Y.ژانگ، کے، وانگ، وائی، وانگ، زیڈ ایل اور یانگ، یو۔ ایک پائرو الیکٹرک نینو جنریٹر کی کارکردگی کو درست کرنے کے لیے معیار اور کارکردگی کے اقدامات۔نینو انرجی 55، 534–540 (2019)۔
Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Electrocaloric Cooling Cycles in Lead Scandium tantalate with true regeneration by field variation۔ Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND Electrocaloric Cooling Cycles in Lead Scandium tantalate with true regeneration by field variation۔Crossley, S., Nair, B., Watmore, RW, Moya, X. اور Mathur, ND Electrocaloric Cooling Cycles in Lead-scandium tantalate with true regeneration by field modification. Crossley, S., Nair, B., Whatmore, RW, Moya, X. & Mathur, ND 钽酸钪铅的电热冷却循环，通过场变化实现真正的再生。 کراسلے، ایس، نائر، بی، واٹمور، آر ڈبلیو، مویا، ایکس اور ماتھر، این ڈی۔ ٹینٹلم 酸钪钪钪钪钪钪电求的电池水水水水水在电影在线电影.کراسلے، ایس، نائر، بی، واٹمور، آر ڈبلیو، مویا، ایکس اور ماتھر، این ڈی فیلڈ ریورسل کے ذریعے حقیقی تخلیق نو کے لیے اسکینڈیم لیڈ ٹینٹلیٹ کا ایک الیکٹرو تھرمل کولنگ سائیکل۔طبیعیات Rev. X 9, 41002 (2019)۔
مویا، ایکس، کار نارائن، ایس اور ماتھر، این ڈی کیلورک مواد فیروک فیز ٹرانزیشن کے قریب۔ مویا، ایکس، کار نارائن، ایس اور ماتھر، این ڈی کیلورک مواد فیروک فیز ٹرانزیشن کے قریب۔مویا، ایکس، کار-نارائن، ایس اور ماتھر، این ڈی کیلورک مواد فیرائیڈ فیز ٹرانزیشن کے قریب۔ مویا، ایکس، کار نارائن، ایس اور ماتھر، این ڈی 铁质相变附近的热量材料. مویا، ایکس، کار-نارائن، ایس اور ماتھر، این ڈی تھرمل مواد فیرس دھات کاری کے قریب۔مویا، ایکس، کار-نارائن، ایس اور ماتھر، این ڈی تھرمل مواد لوہے کے مرحلے کی منتقلی کے قریب۔نیٹ الما میٹر 13، 439–450 (2014)۔
مویا، ایکس اور ماتھر، این ڈی کولنگ اور ہیٹنگ کے لیے کیلورک مواد۔ مویا، ایکس اور ماتھر، این ڈی کولنگ اور ہیٹنگ کے لیے کیلورک مواد۔مویا، ایکس اور ماتھر، این ڈی ٹھنڈا کرنے اور گرم کرنے کے لیے تھرمل مواد۔ مویا، ایکس اور ماتھر، این ڈی 用于冷却和加热的热量材料. مویا، ایکس اور ماتھر، این ڈی ٹھنڈک اور گرم کرنے کے لیے تھرمل مواد۔مویا ایکس اور ماتھر این ڈی ٹھنڈک اور گرم کرنے کے لیے تھرمل مواد۔سائنس 370، 797–803 (2020)۔
ٹوریلو، اے اینڈ ڈیفے، ای الیکٹرو کیلورک کولر: ایک جائزہ۔ ٹوریلو، اے اینڈ ڈیفے، ای الیکٹرو کیلورک کولر: ایک جائزہ۔ٹوریلو، اے اور ڈیفے، ای الیکٹرو کیلورک چلرز: ایک جائزہ۔ Torello, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论. Torello, A. & Defay, E. 电热冷却器：评论.ٹوریلو، اے اور ڈیفے، ای الیکٹرو تھرمل کولر: ایک جائزہ۔اعلی درجے کی. الیکٹرانک الما میٹر 8. 2101031 (2022)۔
Nuchokgwe, Y. et al. انتہائی ترتیب شدہ اسکینڈیم اسکینڈیم لیڈ میں الیکٹرو کیلورک مواد کی زبردست توانائی کی کارکردگی۔ قومی بات چیت۔ 12، 3298 (2021)۔
نائر، بی وغیرہ۔ آکسائڈ ملٹی لیئر کیپسیٹرز کا الیکٹرو تھرمل اثر درجہ حرارت کی وسیع رینج میں بڑا ہے۔ فطرت 575، 468–472 (2019)۔
Torello، A. et al. الیکٹرو تھرمل ری جنریٹرز میں درجہ حرارت کی بڑی حد۔ سائنس 370، 125–129 (2020)۔
وانگ، وائی وغیرہ۔ اعلی کارکردگی ٹھوس ریاست الیکٹرو تھرمل کولنگ سسٹم۔ سائنس 370، 129–133 (2020)۔
مینگ، وائی وغیرہ۔ بڑے درجہ حرارت میں اضافے کے لیے جھرن والا الیکٹرو تھرمل کولنگ ڈیوائس۔ قومی توانائی 5، 996–1002 (2020)۔
اولسن، آر بی اور براؤن، ڈی ڈی ہائی ایفینسینسی براہ راست حرارت کی برقی توانائی سے متعلق پائرو الیکٹرک پیمائش میں تبدیلی۔ اولسن، آر بی اور براؤن، ڈی ڈی اعلی کارکردگی کا براہ راست حرارت کی برقی توانائی سے متعلقہ پائرو الیکٹرک پیمائش میں تبدیلی۔اولسن، آر بی اور براؤن، ڈی ڈی پائرو الیکٹرک پیمائش سے وابستہ برقی توانائی میں حرارت کی انتہائی موثر براہ راست تبدیلی۔ اولسن، آر بی اور براؤن، ڈی ڈی 高效直接将热量转换为电能相关的热释电测量۔ اولسن، آر بی اینڈ براؤن، ڈی ڈیاولسن، آر بی اور براؤن، ڈی ڈی پائرو الیکٹرک پیمائش سے وابستہ حرارت کی بجلی میں موثر براہ راست تبدیلی۔فیرو الیکٹرک 40، 17–27 (1982)۔
پانڈیا، ایس وغیرہ۔ پتلی آرام دہ فیرو الیکٹرک فلموں میں توانائی اور طاقت کی کثافت۔ قومی الما میٹر۔ https://doi.org/10.1038/s41563-018-0059-8 (2018)۔
سمتھ، اے این اور ہنراہن، بی ایم کاسکیڈڈ پائرو الیکٹرک کنورژن: فیرو الیکٹرک فیز ٹرانزیشن اور برقی نقصانات کو بہتر بنانا۔ سمتھ، اے این اور ہنراہن، بی ایم کاسکیڈڈ پائرو الیکٹرک کنورژن: فیرو الیکٹرک فیز ٹرانزیشن اور برقی نقصانات کو بہتر بنانا۔اسمتھ، اے این اور ہنراہن، بی ایم کاسکیڈڈ پائرو الیکٹرک کنورژن: فیرو الیکٹرک فیز ٹرانزیشن اور برقی نقصان کی اصلاح۔ سمتھ، اے این اور ہنراہن، بی ایم 级联热释电转换：优化铁电相变和电损耗۔ اسمتھ، اے این اور ہنرہان، بی ایماسمتھ، اے این اور ہنراہن، بی ایم کاسکیڈڈ پائرو الیکٹرک کنورژن: فیرو الیکٹرک فیز ٹرانزیشن اور برقی نقصانات کی اصلاح۔J. درخواست۔ طبیعیات 128، 24103 (2020)۔
ہوچ، ایس آر تھرمل توانائی کو بجلی میں تبدیل کرنے کے لیے فیرو الیکٹرک مواد کا استعمال۔ عمل IEEE 51، 838–845 (1963)۔
Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Cascaded پائرو الیکٹرک انرجی کنورٹر۔ Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. Cascaded پائرو الیکٹرک انرجی کنورٹر۔Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM اور Dullea, J. Cascade Pyroelectric Power Converter۔ Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. 级联热释电能量转换器۔ Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM & Dullea, J. 级联热释电能量转换器۔Olsen, RB, Bruno, DA, Briscoe, JM اور Dullea, J. کاسکیڈڈ پائرو الیکٹرک پاور کنورٹرز۔فیرو الیکٹرک 59، 205–219 (1984)۔
شیبانوف، ایل اور بورمن، کے۔ اعلی الیکٹرو کیلورک اثر کے ساتھ لیڈ اسکینڈیم ٹینٹلیٹ ٹھوس حل پر۔ شیبانوف، ایل اور بورمن، کے۔ اعلی الیکٹرو کیلورک اثر کے ساتھ لیڈ اسکینڈیم ٹینٹلیٹ ٹھوس حل پر۔شیبانوف L. اور بورمن K. اعلی الیکٹرو کیلورک اثر کے ساتھ لیڈ اسکینڈیم ٹینٹلیٹ کے ٹھوس حل پر۔ شیبانوف، ایل اور بورمن، کے. 关于具有高电热效应的钪铅钪固溶体. شیبانوف، ایل اینڈ بورمن، کے۔شیبانوف ایل۔ ​​اور بورمن کے۔ اسکینڈیم لیڈ اسکینڈیم ٹھوس حل پر ایک اعلی الیکٹرو کیلورک اثر کے ساتھ۔فیرو الیکٹرک 127، 143–148 (1992)۔
ہم MLC بنانے میں مدد کے لیے N. Furusawa, Y. Inoue اور K. Honda کا شکریہ ادا کرتے ہیں۔ PL, AT, YN, AA, JL, UP, VK, OB اور ED لکسمبرگ نیشنل ریسرچ فاؤنڈیشن (FNR) کا شکریہ CAMELHEAT C17/MS/11703691/Defay, MASSENA PRIDE/15/10935404/Defay کے ذریعے اس کام کی حمایت کرنے کے لیے سیبینٹریٹ، تھرموڈیمیٹ C20/MS/14718071/Defay and BRIDGES2021/MS/16282302/CECOHA/Defay۔
محکمہ مواد تحقیق اور ٹیکنالوجی، لکسمبرگ انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (لسٹ)، بیلویئر، لکسمبرگ