Thermal micro energy harvesting by thermomagnetic film actuation
通过热磁薄膜驱动进行热微能收集
基本信息
- 批准号:230771024
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2013
- 资助国家:德国
- 起止时间:2012-12-31 至 2022-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This project on “Thermal micro energy harvesting by thermomagnetic film actuation” investigates a novel approach to generate electrical energy from thermal energy on the miniature scale. It expands a precursor project at KIT, in which thermomagnetic generators (TMGs) have been developed, reaching average power densities of the active material of 118 mW cm-3 and 5% of Carnot efficiency. These specifications already compete with the best thermoelectric generators at the length scale of a centimetre and below. The current project addresses the key characteristics of a TMG: (1) Expansion of the usable temperature range to 30–100°C, (2) increase of electrical power, and (3) improvement of thermodynamic efficiency. As the performance of miniaturized TMGs is intimately connected with the functional properties of the thermomagnetic films used, this joint proposal brings together the complementary competence on microsystem engineering of KIT and thermomagnetic materials science of IFW.For optimization of TMG characteristics (1)-(3), the thermomagnetic properties of Ni-Mn-based Heusler and Ga-based films (transition temperatures, temperature-dependent change of magnetization, dM/dT, hysteresis) will be tailored by varying composition and degree of order. The design of the TMGs will be optimized by improving heat transfer, enhancing magnetic field gradient, as well as tuning mechanical resonance. In particular, for the improvement of heat transfer micromachined films will be applied, containing trenches filled by Cu. The scaling properties of TMG characteristics will be investigated experimentally, as well as by lumped element modelling. Based on the optimum scaling of a single TMG, distributed systems of 1D and 2D arrays of TMGs will be developed in order to bring the total power in line with the practical needs of IoT and industry4.0.
本研究课题“热磁薄膜驱动的微热能收集”,研究了一种在微型尺度上从热能产生电能的新方法。它扩大了KIT的一个前体项目,其中开发了热磁发电机(TMG),达到了118 mW cm-3的活性材料平均功率密度和5%的卡诺效率。这些规格已经与最好的热电发电机在一厘米及以下的长度规模竞争。目前的项目解决了TMG的关键特性:(1)将可用温度范围扩展到30-100°C,(2)增加电力,(3)提高热力学效率。由于微型TMG的性能与所使用的热磁薄膜的功能特性密切相关,因此该联合提案将KIT的微系统工程和IFW的热磁材料科学的互补能力结合在一起。将通过改变组成和有序度来定制这些参数(转变温度、磁化强度的温度依赖性变化、dM/dT、磁滞)。TMG的设计将通过改善热传递、增强磁场梯度以及调谐机械共振来优化。特别是,为了改善传热微加工膜将被应用,包含由Cu填充的沟槽。TMG特性的缩放特性将进行实验研究,以及通过集总元件建模。基于单个TMG的最佳扩展,将开发TMG的1D和2D阵列的分布式系统,以使总功率符合物联网和工业4.0的实际需求。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Privatdozent Dr. Sebastian Fähler其他文献
Privatdozent Dr. Sebastian Fähler的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Privatdozent Dr. Sebastian Fähler', 18)}}的其他基金
Martensitic phase transformations and twinning in epitaxially grown Nickel Titanium films
外延生长镍钛薄膜中的马氏体相变和孪生
- 批准号:
383432286 - 财政年份:2017
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Coordination of SPP 1599 FerroicCooling
SPP 1599 铁质冷却的协调
- 批准号:
226799183 - 财政年份:2012
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
Understanding magnetocaloric and electrocaloric effects using epitaxial films
使用外延膜了解磁热和电热效应
- 批准号:
226811039 - 财政年份:2012
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
Understanding modulated Phases in Heusler Alloys
了解霍斯勒合金中的调制相
- 批准号:
159745067 - 财政年份:2010
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Microactuator Systems Based on Epitaxial Ni-Mn-Ga Films with Magnetic Shape Memory Effect (EPITACT)
基于具有磁形状记忆效应的外延 Ni-Mn-Ga 薄膜 (EPITACT) 的微执行器系统
- 批准号:
28340332 - 财政年份:2006
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
Fe-Pd-X Thin Film-Polymer Composites for Sensor Applications - Extrinsic properties of epitaxial Fe-Pd MSM films
用于传感器应用的 Fe-Pd-X 薄膜聚合物复合材料 - 外延 Fe-Pd MSM 薄膜的外在特性
- 批准号:
28239764 - 财政年份:2006
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
Hartmagnetische Fe-Pt Schichten für mikroelektromechanische Systeme hergestellt mittels elektrochemischer Deposition
使用电化学沉积生产的用于微机电系统的硬磁 Fe-Pt 层
- 批准号:
5442518 - 财政年份:2005
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Herstellung, Mikrostruktur und magnetische Eigenschaften von hartmagnetischen L10 Schichten auf mittels IBAD biaxial texturierten MgO Buffer-Schichten
使用 IBAD 双向织构 MgO 缓冲层上硬磁 L10 层的生产、微观结构和磁性能
- 批准号:
5371511 - 财政年份:2002
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
相似国自然基金
Micro-LED芯片(模组)显示材料的研发及应用
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于高性能纳米线的3D打印储能芯片制备与构效关系研究
- 批准号:JCZRLH202500840
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Micro-LED片上集成量子点像素光波导结
构设计与制造研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:100.0 万元
- 项目类别:省市级项目
车载领域Micro-LED显示技术研发
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Micro-LED全彩化用钙钛矿纳米晶的稳定机理研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Micro LED晶圆级缺陷在线检测装备研发
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
金属氧化物TFT有源模拟PWM驱动Micro-LED显示研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:15.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于非辐射能量传递和胶体电流体微喷印的Micro-LED红光色转换技术
- 批准号:62374142
- 批准年份:2023
- 资助金额:48 万元
- 项目类别:面上项目
Mini/Micro-LED显示器件表面功能结构冷冻磨切加工机理及光学性能研究
- 批准号:52375426
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
面向AR/VR应用的III族氮化物有源驱动micro-LED显示阵列
- 批准号:62375006
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
An innovative, sustainable micro-wind turbine-energy storage system that harnesses wind energy to reduce electricity bills by £68K and emissions by 180,000 kg of CO2 per year
创新、可持续的微型风力涡轮机储能系统,利用风能每年减少电费 6.8 万英镑,减少二氧化碳排放 180,000 公斤
- 批准号:
10054724 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Launchpad
Additive manufacturing-enabled micro-architected cellular composites for energy materials
用于能源材料的增材制造微架构蜂窝复合材料
- 批准号:
2887855 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Altered nucleus-cytoskeleton coupling in dystrophic muscle
营养不良性肌肉中核-细胞骨架耦合的改变
- 批准号:
10615087 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Additive manufacturing-enabled micro-architected cellular composites for energy materials
用于能源材料的增材制造微架构蜂窝复合材料
- 批准号:
2894119 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Sensor and live-data app development to allow data digitisation for an innovative, sustainable micro-wind turbine that harnesses wind energy to reduce electricity bills by £1.4K and emissions by 9,000 kg of CO2 per year
传感器和实时数据应用程序开发,可实现创新、可持续微型风力涡轮机的数据数字化,该涡轮机利用风能每年减少 1,400 英镑电费和 9,000 公斤二氧化碳排放
- 批准号:
10044926 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant for R&D
Gallium-Nitride Based Power Interface for Integrated Energy Storage in DC Micro-grid
用于直流微电网集成储能的氮化镓电源接口
- 批准号:
573416-2022 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
University Undergraduate Student Research Awards
Essays on the Energy Sector and the Environmental Kuznets Curve Hypothesis: Macro and Micro perspectives
能源部门和环境库兹涅茨曲线假说论文:宏观和微观视角
- 批准号:
2745198 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
A photovoltaic micro power-optimizer with integrated energy storage for data centers
用于数据中心的具有集成储能功能的光伏微功率优化器
- 批准号:
553706-2020 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Alliance Grants
Self-Locomotive Antimicrobial Micro-Robot (SLAM) Enhancing Biofilm-Infected Wound Healing
自移动抗菌微型机器人 (SLAM) 增强生物膜感染伤口愈合
- 批准号:
10366359 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Analysing the effect of bus service quality improvements on transport energy demand using micro-scale models
使用微观模型分析公交服务质量改善对交通能源需求的影响
- 批准号:
2746466 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship