通过高度可逆相变铁电体实现从热到电的能量转换

寻找高性能多铁材料在能源科学中引起了广泛的研究兴趣，因为它们正越来越多地利用其随温度变化的铁性性质作为热、电、磁和机械能之间的转换介质。在此我们报告一种材料开发策略，该策略引导我们发现一种可逆相变铁电材料，其能从微小温差中持久地收集能量。该材料满足极性与非极性相之间的晶体学相容条件，仅表现出 2.5°C 的热滞和高优值。它在无偏场情况下于连续热力学循环中稳定产生 15μA 电流。我们展示了我们的器件在 540 个完整相变循环中于近 100°C 持续产生 6μA/cm² 电流密度，且没有任何电学和功能退化。该能量转换器件可直接点亮 LED，无需外接电源。这一有前景的材料候选者使低品位废热收集更接近于实际实现，例如水沸点附近的小温度波动可被视为一种清洁能源。