Piroelektricitet je znanstveni fenomen koji omogućuje posebnim materijalima stvaranje električne energije kada promijene temperaturu. Minerali i kristali najčešće su tvari koje proizvode ovaj učinak. Ovi se materijali obično koriste za izradu temperaturnih senzora, kao što su pasivni infracrveni detektori koji se koriste u sigurnosnim sustavima.
Riječ piroelektričnost dolazi od grčkog izraza “pyr”, što znači vatra. Najranije opažanje piroelektričnog efekta dogodilo se 314. godine prije Krista, kada je antički filozof i znanstvenik Theophrastus primijetio da minerali turmalina stvaraju električnu privlačnost kada se zagrijavaju. Nekoliko znanstvenika proučavalo je ovaj fenomen tijekom 18. stoljeća, ali tek u 19. stoljeću istraživači su u potpunosti razumjeli uzrok.
Svi kristali imaju električna, mehanička i toplinska svojstva. Ova tri svojstva mogu biti u interakciji. U piezo kristalima, na primjer, fizička sila kao što je savijanje minerala će proizvesti električnu energiju. Slično, piroelektričnost je rezultat međudjelovanja toplinskih i električnih svojstava kristala.
Kada se kristal zagrije ili ohladi, na suprotnim stranama minerala nastaju električni naboji. Ti se naboji mogu iskoristiti kao električna struja postavljanjem elektroda na površine kristala. Električna energija teče u jednom smjeru kada se toplina povećava, a u suprotnom smjeru kada se toplina smanjuje.
Količina električne energije proizvedene piroelektričnim efektom obično nije dovoljna za napajanje drugih uređaja. To znači da piroelektričnost nije praktična metoda proizvodnje energije. Međutim, mali električni signal iz kristala vrlo je koristan u senzorima. Piroelektrični materijali mogu se kombinirati s drugom elektronikom kako bi ukazali kada je došlo do promjene temperature.
Pasivni infracrveni detektori jedna su uobičajena primjena piroelektričnih signala. Ovi uređaji su također poznati kao detektori pokreta i često se postavljaju u domove i tvrtke kao dio sigurnosnog sustava. Svaki detektor sadrži širokokutnu leću i piroelektrični kristal. Kada osoba prođe pored senzora, njezina tjelesna toplina uzrokuje da kristal stvara piroelektričnost i alarm se aktivira.
Piroelektrični senzori mogu se koristiti za otkrivanje drugih izvora topline, poput požara. Za razliku od tradicionalnih detektora dima, senzor koji koristi piroelektričnost može otkriti stvarni plamen čak i ako dim nije prisutan. Ove vrste senzora korisni su u aplikacijama kao što su plinski grijači, gdje mogu otkriti je li kontrolno svjetlo ispravno upaljeno.
Zbirka ovih senzora može se kombinirati kako bi se otkrile promjene temperature na velikom području. Niz ovih senzora može funkcionirati kao termalna kamera i može prikazati varijacije temperature uzrokovane ljudima ili vozilima. Ovu tehnologiju vojska i policija često koriste kao oblik noćnog vida.