Energy harvesting from the environmental temperature variation using ferroelectric ceramics.

使用铁电陶瓷从环境温度变化中收集能量。

基本信息

  • 批准号:
    22560671
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2010 至 2012
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Thermal-electrical energy converters based on pyroelectric effect were investigated for energy harvesting and possible use in ultralow-power sensor modules. Thermal energy harvesting using pyroelectric effects in PZT-based ceramics with different Tc, PVDF films, and PMN-PT crystals were investigated. With decreasing Curie temperature (Tc) of the PZT-based ceramics, the output voltage due to pyroelectric effects increased. The output power and power density of PZT ceramics with Tc of 145°C were 5.2μW and 1.66 μW/cm2 under 5 K/s temperature change, respectively. PLZT ceramics withTc of 140°C exhibited large energy generation of 54.8 J/L/cycle with temperature variations from 30°C to 200°C and field variations from 0 to 20kV/cm. Ba(Zr0.2Ti0.8)O3 ceramics withTc of 40°C exhibited energy generation of 58.6 J/L/cycle with temperature variations from30°C to 125°C and field variations from 0 to 20kV/cm.
研究了基于热释电效应的热电能量转换器用于能量收集和在超低功耗传感器模块中的可能应用。研究了不同Tc PZT基陶瓷、PVDF薄膜和PMN-PT晶体的热释电效应。随着PZT基陶瓷居里温度(Tc)的降低,热释电效应产生的输出电压增加。在5 K/s的温度变化下,Tc为145°C的PZT陶瓷的输出功率和功率密度分别为5.2μW和1.66 μW/cm 2。当温度变化范围为30°C ~ 200°C,电场变化范围为0 ~ 20 kV/cm时,Tc为140°C的PLZT陶瓷具有54.8J/L/cycle的大能量产生。Tc为40°C的Ba(Zr0.2Ti0.8)O3陶瓷在30 °C ~ 125°C的温度范围内和0 ~ 20 kV/cm的电场变化范围内的能量输出为58.6J/L/cycle。

项目成果

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Electrocaloric and Pyroelectric Properties of Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-Pb(Ni_<1/3>Nb_<2/3>) O_3-Pb(Zr,Ti)O_3 Thin Films
Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-Pb(Ni_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3薄膜的电热和热电性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Nagao;J.Liu;F.Iguchi;T.Higuchi;N.Sata;H.Yugami;横山 隆(編著);Hiroshi Maiwa
  • 通讯作者:
    Hiroshi Maiwa
Low-temperaturesintering of Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3 ceramics via single-step calcination process without sintering additives.
无需烧结添加剂,一步煅烧工艺低温烧结Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3陶瓷。
  • DOI:
    10.1143/jjap.49.09mc08
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    S. Hayano;R. Shike;K. Shoji;H. Ochiai;O.Kimura;H. Maiwa
  • 通讯作者:
    H. Maiwa
Pyroelectric and electrocaloric properties of PZT- and BaTiO3 -based ceramics.
PZT 和 BaTiO3 基陶瓷的热释电和电热性能。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T. Nishina;T. Higcuhi;E. Magome;P. Olade Velasco;J. Guo;M. Fukunaga;M. Komukae;H. Maiwa
  • 通讯作者:
    H. Maiwa
Electrocaloric and pyroelectric properties of Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3- Pb(Zr,Ti)O3 thin films.
Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3- Pb(Zr,Ti)O3 薄膜的电热和热电性能。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hidehiro Yoshida;Masayasu Kodo;Kohei Soga;and Takahisa Yamamoto;横山隆編著;H. Maiwa
  • 通讯作者:
    H. Maiwa
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