研究人员研发新型压电材料 高温下表现良好

据外媒报道，宾夕法尼亚州立大学和QorTek公司的研究人员联合开发了一种新型压电器件，该器件在高温下仍能有效工作。此前，作为传感器和能量收集器，尽管压电材料有着广阔的前景，但它们通常在高温下表现不佳，不适合在发动机或太空探索等环境中应用。宾夕法尼亚州立大学材料研究所所长Clive Randall与QorTek的研究人员合作开发了这种材料和设备。QorTek公司位于宾夕法尼亚州，专门研究智能材料设备和高密度电力电子产品。兰德尔说：“美国国家航空航天局希望为电池难以更换的偏远地区的电子设备供电，并希望使用自供电传感器来监测发动机稳定性等系统。此外，他们还希望在火箭发射等高温环境中使用这些设备，但高温会导致压电材料失效。”

压电材料在机械力的作用下快速压缩，产生电荷，这可能是由机器或发动机引起的振动或运动引起的。它可以作为传感器来测量压力、温度、张力或加速度的变化。因此，压电材料可以为诸如个人电子设备和桥接稳定性传感器之类的各种设备提供电力。该研究团队将压电材料集成到双压电芯片的压电能量收集器技术中，使该设备能够用作传感器、能量收集器或致动器。双压电芯片具有两个压电层，其形状和组装方法可以最大限度地提高能量收集效率。传感器和能量收集器可以产生用于测量的电信号，并在弯曲双压电芯片结构时用作电源。不幸的是，这些功能在高温环境中效率低下。最先进的压电能量收集器的最大有效工作温度范围通常在176华氏度到248华氏度之间。QorTek首席技术官Gareth Knowles表示：“压电材料存在一个根本问题，当温度超过120摄氏度时，性能开始显著下降，当温度高于200摄氏度时几乎消失。我们的研究结果为美国国家航空航天局提供了一个可能的解决方案。“研究人员开发的新型压电材料组合物在48华氏度的温度下可以具有几乎恒定的有效性能。尽管当温度超过482华氏度时，性能会下降，但即使温度超过572华氏度，压电材料仍然可以有效地用作能量收集器或传感器wles表示，“这是复合材料首次在高温环境中表现得像在室温下一样好。以前从未有人能够使压电材料在如此高的温度下有效工作。”这种材料还有一个优点，那就是它的发电量非常高。兰德尔表示，尽管压电集能器的性能目前无法达到太阳能（000591，guba）电池等高效发电设备，但新材料可以为其他应用提供更多可能性。兰德尔还表示，“新型压电材料的发电性能令人印象深刻。该材料作为压电集能器的性能和效率创下了历史纪录。这意味着，未来有可能在黑暗或隐蔽的环境中，如汽车系统内部甚至人体内部，实现连续无电池供电。”。“Randall和Knowles都指出，宾夕法尼亚州立大学与QorTek合作已有20多年。通过相互补充资源，开发出了一种改进版的新型压电材料。简而言之，由于这种合作关系，我们可以利用MRI和宾夕法尼亚州立大学拥有的庞大知识库，像我们这样的小公司s通常没有。此外，大学通常拥有设备等物质资源，而小公司通常没有这些资源

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