Nanostructured Piezoelectric Energy Harvesters

این کتاب طیف وسیعی از دستگاه‌هایی را پوشش می‌دهد که از پیزوالکتریک برای تبدیل تغییر شکل مکانیکی به انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند و قابلیت‌های خروجی آنها را به طیف وسیعی از کاربردهای بالقوه مرتبط می‌کند. این کتاب با توصیف اصول و خواص اساسی مواد پیزو و فروالکتریک، که در آن کاربردهای مواد حجیم به خوبی تثبیت شده است، شروع می‌شود، این کتاب نشان می‌دهد که چگونه نانوساختارهای این مواد برای کاربردهای برداشت انرژی توسعه می‌یابند. نویسندگان نشان می‌دهند که چگونه می‌توان یک دستگاه نانوساختار تولید کرد، و برخی از رویکردهایی را که برای توسعه دستگاه‌های جمع‌آوری انرژی پیزوالکتریک نانوساختار، که به نام نانو ژنراتور نیز شناخته می‌شوند، مورد بررسی قرار می‌دهند، در متن قرار دادند. علاقه فزاینده ای به استراتژی هایی برای برداشت انرژی وجود دارد که از انواع مواد موجود و شناخته شده در مورفولوژی ها یا معماری های جدید استفاده می کنند. یک تغییر کلیدی مورفولوژی برای فعال کردن عملکرد جدید، نانوساختار یک ماده است. یکی از حوزه‌های مورد علاقه، دستگاه‌های خود تغذیه مبتنی بر برداشت انرژی قابل حمل است. شارژ تجهیزات الکترونیکی شخصی و سایر دستگاه های الکترونیکی در مقیاس کوچک مانند حسگرها محیطی بسیار سخت است که نیاز به راه حل های نوآورانه دارد. خروجی این به اصطلاح نانو ژنراتورها بر حسب الزامات برای کاربردهای خود تغذیه توضیح داده شده است. نویسندگان طیف وسیعی از روش‌های تولید مورد استفاده برای دستگاه‌های نانوساختار را خلاصه می‌کنند که به انرژی ورودی بسیار کمتری نسبت به سیستم‌های حجیم نیاز دارند، و آنها را سازگارتر با محیط زیست و همچنین با طیف وسیعی از مواد زیرلایه سازگار می‌کند.

This book covers a range of devices that use piezoelectricity to convert mechanical deformation into electrical energy and relates their output capabilities to a range of potential applications. Starting with a description of the fundamental principles and properties of piezo- and ferroelectric materials, where applications of bulk materials are well established, the book shows how nanostructures of these materials are being developed for energy harvesting applications. The authors show how a nanostructured device can be produced, and put in context some of the approaches that are being investigated for the development of nanostructured piezoelectric energy harvesting devices, also known as nanogenerators. There is growing interest in strategies for energy harvesting that use a variety of existing and well-known materials in new morphologies or architectures. A key change of morphology to enable new functionality is the nanostructuring of a material. One area of particular interest is self-powered devices based on portable energy harvesting. The charging of personal electronic equipment and other small-scale electronic devices such as sensors is a highly demanding environment that requires innovative solutions. The output of these so-called nanogenerators is explained in terms of the requirements for self-powered applications. The authors summarise the range of production methods used for nanostructured devices, which require much lower energy inputs than those used for bulk systems, making them more environmentally friendly and also compatible with a wide range of substrate materials.