Paul van Gerven
27 November 2012

Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology hebben uit een verwarming van 0,2 graden Celsius per seconde tot een temperatuurverschil van 45 graden een spanning van 22 V en een piekstroom van 430 nA weten te genereren. Dat is vele malen hoger dan toe nu toe lukte op basis van het zogenaamde pyro-elektrisch effect.

Er zijn verschillende manieren waarop materialen warmte in elektrische energie kunnen omzetten. De bekendste berust op het thermo-elektrische effect, waarbij een verschil in temperaturen aan twee uiteinden van een halfgeleider verschillen in de lokale beweeglijkheid van ladingsdragers induceert, en zodoende een netto stroompje van de ene kant naar de andere. Hiervoor moet het temperatuurverschil tussen beide uiteinden in stand worden gehouden, omdat het systeem anders naar thermodynamisch evenwicht beweegt.

Het pyro-elektrisch effect treedt op wanneer de temperatuur uniform verdeeld is, maar verandert in de tijd. Door de temperatuurswisseling verandert de polarisatie in het kristalrooster van een pyro-elektrisch materiaal, waardoor er zich een spanning opbouwt. Zolang het temperatuursverschil zich opbouwt, loopt er daarom een stroompje.

Pyro-elektrische nanogeneratoren (Pengs) kwamen tot nu toe niet veel verder dan spanningsverschillen van tienden volts en stroompjes van nog geen nanoampère. Het ontwerp op basis van loodzirconaattitanaat uit Georgia, ongeveer zo groot als een halve postzegel en 175 micrometer dik, doet het echter aanzienlijk beter, al is een temperatuursverschil van 45 graden Celsius in een doorsnee omgeving natuurlijk vrij zeldzaam.

 advertorial 

Sigasi Extension for Visual Studio Code

Sigasi announces the release of their VS Code Extension with rich support for SystemVerilog, Verilog, and VHDL. Our extension provides features and language support such as code navigation, project management, linting, code formatting, tooltips, outline, autocomplete, hover, and much more!