2043 KB0 KB198520252024El Marssi, MimounHanani, ZouhairKutnjak, ZdravkoMerselmiz, SoukainaMezzane, DaoudPrah, UrošRožič, BrigitaSpreitzer, MatjažUršič Nemevšek, Hanaletnik:54številka:iss. 4str. 237-245DOI:10.33180/InfMIDEM2024.401COBISSID_HOST:218042115ISSN:2232-6979URN:URN:NBN:SI:doc-LT6H3CV2enMIDEMInformacije MIDEMelectrocaloricelectronic ceramicselektrokalorikelektronska keramikaenergy harvestingenergy storagekeramika brez svincalead-free ceramicspiroelektrikpyroelectricshranjevanje energijezbiranje energijeElectrocaloric and pyroelectric properties of 0.6Basub(0.85)Casub(0.15)Zrsub(0.10)Tisub(0.90)Osub3–0.4BaTisub(0.89)Snsub(0.11)Osub3 ceramics| Elektrokalorične in piroelektrične lastnosti 0.6Basub(0.85)Casub(0.15)Zrsub(0.10)Tisub(0.90)Osub3–0.4BaTisub(0.89)Snsub(0.11)Osub3 keramike|Ferroelectric materials are gaining considerable attention for energy storage, electrocaloric and pyroelectric energy harvesting applications. In particular, Ba0.85Ca0.15Zr0.10Ti0.90O3 (BCZT) and BaTi0.89Sn0.11O3 (BTSn) ceramics are among the best-studied lead-free BaTiO3-based ferroelectrics with high piezoelectric and electrocaloric properties. In this work, we prepared a 0.6BCZT–0.4BTSn solid solution. The structural, energy storage, electrocaloric, and pyroelectric properties are investigated. An energy density of 61.4 mJ cm-3 with a high energy efficiency of 82.4 % at 90 °C is achieved. The electrocaloric temperature change, which is determined indirectly via the Maxwell relation, is 0.5 K at 86 °C and 25 kV cm-1. It is stable over a wide temperature range of around 65 °C and has a coefficient of performance of 15. Moreover, a pyroelectric energy density of 124.1 mJ cm-3 is achieved. The results of this study show that the 0.6BCZT–0.4BTSn ceramics is a multifunctional material with energy storage, electrocaloric and pyroelectric propertiesFeroelektrični materiali pridobivajo veliko pozornost v raziskavah, ki se osredotočajo na elektrokalorične in piroelektrične pojave ter na shranjevanje energije. Zlasti keramiki Ba0.85Ca0.15Zr0.10Ti0.90O3 (BCZT) in BaTi0.89Sn0.11O3 (BTSn) sodita med najbolj raziskane keramične materiale brez svinca na osnovi BaTiO3 . V tem delu smo pripravili trdno raztopino 0.6BCZT–0.4BTSn. Raziskali smo strukturne, elektrokalorične in piroelektrične lastnosti keramike 0.6BCZT-0.4BTSn ter njeno zmožnost shranjevanja energije. Keramika izkazuje gostoto shranjevanja energije v višini 61.4 mJ cm-3 z najvišjim energijskim izkoristkom 82.4 % pri temperaturi 90 °C. Elektrokalorična temperaturna sprememba določena preko Maxwellove enačbe, znaša 0.5 K pri temperature 86 °C in električnem polju 25 kV cm-1 ter je stabilna v širokem temperaturnem območju 65 °C s koeficientom učinkovitosti 15. Keramika izkazuje tudi piroelektrično gostoto energije 124.1 mJ cm-3. Rezultati kažejo, da je keramika 0.6BCZT-0.4BTSn večfunkcijski material, ki izkazuje elektrokalorične in piroelektrične lastnosti ter zmožnost shranjevanja energijeTEXTznanstveno časopisjejournalsSlovenian National E-content AggregatorNational and University Library of SloveniaStrokovno društvo za mikroelektroniko, elektronske sestavne dele in materiale