[发明专利]使用可极化材料及内部产生的极化场将热量转换为电能的方法及装置

摘要

描述了一种通过开发可电极化材料中出现的自发极化的变化，将热量转换为电的方法。该方法在每个循环操作过程中使用内部产生的场来实现极化。在每个循环的合适点处通过在电极上保留的剩余自由电荷产生内极化场。该方法消除了在循环操作期间需要施加DC电压，并允许使用极化过程中出现的电能，而不是使用使每个循环产生的净能量减损的外部极化电压。该方法并不受限于特定热力学循环，可结合任何热力学循环、通过使可电极化材料热循环将本发明用于将热量转换为电。产生电能可用于各种应用或储存起来供后续使用。还描述了一种将热量转换为电的装置。

主权项

一种用于将热量转换为电能的装置，其特征在于，包括：（a）由导热和导电材料形成的第一电极；（b）由导热和导电材料形成的第二电极，其中所述第二电极与所述第一电极间隔开；（c）位于所述第一和第二电极之间的一层或多层的可电极化材料；（d）一个或多个热交换器，所述热交换器用于从所述一层或多层的可电极化材料去除热能、或增加热能到所述一层或多层的可电极化材料；（e）控制电路，所述控制电路：使用所述一个或多个热交换器，通过交替地增加热能到所述一层或多层的可电极化材料、以及从所述一层或多层的可电极化材料去除热能，使所述一层或多层的可电极化材料在第一温度T1与第二温度T2间热循环；其中所述可电极化材料在T1体现出自发极化，所述可电极化材料在T2体现出的自发极化小于其在T1体现出的自发极化；其中对所述一层或多层的可电极化材料施加DC极化电压，以便当所述材料处于包括所述温度T1的所述循环的第一部分时，所述可电极化材料形成全面的净自发极化，而且在所述第一电极和第二电极上产生屏蔽电荷；以及其中所述第一电极和第二电极连接到负载，以便当所述可电极化材料处于包括所述温度T2的所述循环的第二部分时，电能从所述第一电极和第二电极输出到所述负载；以及其中，在电能输出到所述负载后，剩余电荷留在所述第一电极和第二电极上，所述剩余电荷为下一循环提供所述DC极化电压。