Nel 1880, Pierre e Jacques Curie condotto un esperimento semplice utilizzando carta stagnola, filo, colla, magneti e ha visto un gioielliere. Il risultato è stato la scoperta di energia piezoelettrica, o la produzione di energia elettrica inserendo appositamente preparati materiali in condizioni di stress meccanico. Due tipi principali di materiali possono essere utilizzati per generare energia piezoelettrica: ceramiche e cristalli.
Ceramiche
Ceramiche che hanno il potenziale per generare energia piezoelettrica sono composti da cristalli di perovskite. Ogni cristallo di perovskite contiene un ione metallico piccolo in genere in titanio o zirconio. Questo piccolo ione solitamente è circondato da una rete più ampia di ioni in genere composti di bario o di piombo; Essi contengono anche ioni di ossigeno. Queste ceramiche sono realizzate combinando gli ioni di metallo necessari sotto forma di polvere. Le polveri sono riscaldate fino a che creano una potenza costante e quindi modellate nella forma necessaria. Durante il processo di riscaldamento, la polvere forma un reticolo cristallino come diventa più denso. Il riscaldamento di queste miscele di polvere consente inoltre la sostanza diventano polarizzati come movimento dipolare si svolge. Quando la tensione è applicata nella stessa o in direzione di polarizzazione della ceramica opposta, energia è creata.
Duro vs ceramica morbido
Ceramiche sono rigido o morbido in natura. Morbido ceramica contenga tipicamente elettromeccanici giunti che sono più grandi del normale. Essi inoltre possedere grande piezoelettrico e dielettriche costanti. Grazie alla loro composizione delicata, morbida ceramica è più facilmente rovinato da entrambi perdere loro polarizzazione o della loro struttura. Di conseguenza, ceramica morbido non può gestire elevati livelli di assorbimento di energia e spesso non è adatti per la generazione di energia a livello alto.
Ceramiche dure, d'altra parte, agiscono in maniera opposta. Hanno punti di fusione più elevati e più piccolo piezoelettriche costanti. Grazie alla loro composizione, Ceramiche dure sono spesso più difficili da polarizzare o decostruire. Sono ideali per l'utilizzo con elevati livelli di assorbimento di energia e generazione.
Cristalli
Cristalli possono essere utilizzati anche per generare energia piezoelettrica. Diversi tipi hanno questa proprietà, tra cui quarzo, ortofosfato di alluminio o berlinite, ortofosfato del gallio e tormalina. Cristalli sono utilizzati nella creazione di energia piezoelettrica di essere vincolate ad estrema pressione meccanica. Ad esempio, quando la pressione viene applicata a un cristallo di quarzo, polarizzazione elettrica si verifica lungo la zona dove la pressione è stata applicata. Mentre al quarzo e tormalina può verificarsi naturalmente, ortofosfato di alluminio sia ortofosfato del gallio deve essere fatto in un laboratorio con l'aggiunta di fosfato di sodio per il materiale di base.