雷竞技-超介电可用于高温储能电容器设计—新闻—科学网

近日，西安交通年夜学微电子学院刘明传授团队和其合作者，摒弃了传统的设计谋略，将超介电用在高温储能电容器的设计，相干研究功效颁发在《天然-通信》上。

介电电容器凭仗其超快的充放电速度和超高的功率密度已成为电子装备和脉冲功率系统的要害部件。但是，跟着功率电子转换手艺向着高频、微型化标的目的成长，功率密度不竭晋升，电容器常常会在高在200摄氏度的情况下工作，而今朝主流贸易薄膜电容器仅能在105摄氏度以下工作，远远达不到现代工业成长所需的要求，火急需要开辟一种在宽温规模内机能不变且具有高储能密度的下一代介电储能电容器。

研究团队在相场摹拟指点下，构想并制备了以宽禁带HfO2为第二相，以BaHf0.17Ti0.83O3弛豫铁电为基体的自组装超介电纳米布局。尝试成果注解，这类超介电布局不但能年夜幅提高薄膜击穿场强，晋升弛豫性，还能有用雷竞技按捺高温下薄膜泄露电流并显著下降传导消耗，将电容器的工作温度提高到了400摄氏度，并在零下150摄氏度至400摄氏度的宽温度规模内，具有极高的温度不变性。在400摄氏度时，电容器储能密度可达每立方厘米85焦耳，储能效力跨越81%，且颠末一百万次充放电轮回后，储能特征的转变率小在2%，表示出优良的高温储能特征。这项工作不但展现了超介电在耐高温电容器的潜伏利用价值，还为设计耐高温介电电容器供给了一种通用策略。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-50832-w

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