根据Memes Consulting的说法，压电材料在传感器，执行器和能量收集器中具有广阔的应用前景，但在高温条件下，压电材料的性能通常会变差，从而限制了其在恶劣环境（例如发动机和太空探索）中的使用。
在应用程序中。
但是，宾夕法尼亚州立大学（Penn State）和QorTek Corporation联合研究小组最近开发的一种新型压电器件在高温下仍然表现良好。
宾夕法尼亚州立大学材料研究所（MRI）负责人克莱夫·兰德尔（Clive Randall）与QorTek的研究人员合作开发了这种压电材料和器件，后者专门从事智能材料设备和高密度电力电子技术的研发。
“ NASA需要解决的问题是如何在难以更换电池的偏远地区为电子设备供电”。
克莱夫·兰德尔（Clive Randall）说：“他们还需要自供电传感器来监控发动机的稳定性。
因为这些装置需要在火箭发射和其他高温条件下使用，所以传统的压电装置通常会由于高温而失效。
压电材料在振动或运动过程中会由于机械力（例如来自发动机）而受到压缩或拉伸，从而产生电荷。
因此，它可用作测量压力，温度，应变或加速度变化的传感器。
压电材料也可以制成能量收集器，为桥梁状况监控传感器和智能手环等个人电子设备提供电能。
上述研究小组将这种新材料制成了压电双压电晶片，并将其应用于压电能量收集器。
压电双压电晶片具有两个压电层，其形状和组装方法可以使能量收集效率最大化。
传感器或能量收集器将在工作时使压电双压电晶片结构弯曲，然后生成电信号以进行测量或用作电源。
不幸的是，上述功能在高温环境下工作效率较低。
当前最先进的压电能量收集器的最大有效工作温度范围通常限制在176华氏度（80摄氏度）至248华氏度（120摄氏度）之间。
“压电材料的基本问题是，当温度超过120摄氏度时，它们的性能开始显着下降，而当温度超过200摄氏度时，它们的性能几乎完全丧失”。
QorTek首席技术官Gareth Knowles说：“我们的研究是针对美国航空航天局提供的可行解决方案”。
由研究团队开发的新型压电材料在高达250摄氏度的温度环境下展现出几乎恒定的有效性能。
此外，研究人员在《应用物理杂志》上表示，尽管这种材料的性能在高于250摄氏度的温度下会逐渐降低，但仍被用作高于300摄氏度的能量收集。
设备或传感器仍然有效。
GarethKnowles继续说道：“这种新型复合材料在高温环境下的性能与在室温下一样好。
这是第一次！因为没有人能够开发在如此高的温度下有效工作的压电材料。
将振动转换为电能的压电能量收集器的示意图。
这种材料的另一个优点是，它大大提高了能量收集器的发电能力。
CliveRandall说，尽管当前的压电能量收集器尚未达到太阳能电池的发电水平，但这种新材料的性能足以开拓其他应用的可能性。
CliveRandall说：“这项技术的发电能力令人印象深刻，显示出创纪录的性能效率。
在黑暗或隐蔽的环境中（例如在汽车系统中，甚至在人体中），将有可能实现连续无电池供电。
电源”。
克莱夫·兰德尔（Clive Randall）和加雷斯·诺尔斯（Gareth Knowles）都指出，宾夕法尼亚州立大学与QorTek之间的合作关系可以追溯到20多年以前，这可以通过相互补充资源来开发新的/改进的压电材料。
GarethKnowles说：“总体而言，这种合作关系的一大好处是，您可以利用宾州州立大学在该领域拥有的庞大知识库，而像我们这样的小公司有时却不这样做。
另一个好处是大学通常拥有一些物理资源，例如重要的过程设备，而这些资源通常不在大学校园内找到。