Harvesting energy from temperature variation

Dans le cadre de la récupération d\u27énergie pour les micro-générateurs (dispositifs sans fil et autoalimentés), ce travail explore les possibilités de récupérer de l\u27énergie pyroélectrique à l\u27aide de matériaux ferroélectriques. La source d\u27énergie est une variation temporelle de température. Dans un premier temps, la récupération d\u27énergie avec un matériau pyroélectrique linéaire (film PVDF) a été étudiée en utilisant la technique non linéaire du Synchronized Switch Harvesting on Inductor (SSHI). Cette technique a été développée originellement dans le cas de la récupération d\u27énergie piézoélectrique, et permet un gain considérable de l\u27efficacité de la récupération. Cette technique a été appliquée au cas pyroélectrique, et comparée avec une technique standard. Le rendement énergétique de ces 2 techniques a été comparé au cycle idéal de Carnot. La technique du SSHI avec des matériaux pyroélectriques est en pratique simple, mais la puissance récupérée et le rendement par rapport à Carnot sont faibles. Afin d\u27augmenter la conversion d\u27énergie, il a été étudié l\u27intérêt des transitions de phase ferroélectriques, au voisinage desquelles l\u27activité pyroélectrique et électrocalorique est maximale. Dans ce but, les transitions de phase du monocristal relaxeur Pb(Zn1/3Nb2/3)0.955Ti0.045O3 ont été utilisées en association avec le cycle thermodynamique d\u27Ericsson. Le rendement du cycle d\u27Ericsson utilisant la transition ferroelectrique-ferroelectrique (FE-FE) est beaucoup plus important que pour les techniques utilisant les propriétés linéaires des matériaux pyroélectriques. Il permet en effet d\u27augmenter d\u27un facteur 100 le rendement relatif à Carnot par rapport aux essais avec le film de PVDF associé à la technique SSHI. Enfin, pour une variation de température de 10 C, la puissance récupérée avec le cycle d\u27Ericsson associé à une transition de phase est 3 fois plus élevée que la puissance qu\u27on peut atteindre avec un dispositif de récupération thermoélectrique