基于热释电效应的电池脱离式能量转换
应用物理
2019-08-07 v1
摘要
我们提出了一种将热能直接转换为电能的热释电能量转换器件。与传统的热释电能量转换设计不同，该能量收集系统脱离任何外部电源，仅在周期性变化温度下工作。这种脱离明确地将转换得到的电能归因于驱动热释电材料中极化变化的热，而非外部电池引起的电场交替。利用纯 BaTiO 与 Zr 掺杂的 BaTiO，我们展示了在连续温度循环中的发电现象。我们进一步建立了该能量转换系统的热力学模型。我们的模型表明输出功依赖于速率：在预测阈值以下，每循环输出功与加热/冷却频率呈线性依赖关系。该线性关系被实验证实，阈值频率由理论导出。最后我们提出了一个优值，将材料本征属性与系统设计参数分离。该优值指导未来的材料开发与器件改进。我们的工作消除了混淆，并为热释电材料作为绿色电力竞争者复兴奠定了基础。
引用
@article{arxiv.1902.04018,
title = {Battery Detached Energy Conversion by Pyroelectric Effect},
author = {Chenbo Zhang and Yintao Song and Maike Wegner and Eckhard Quandt and Xian Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.04018},
year = {2019}
}
备注
10 pages, 9 figures, journal paper