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南京航空航天大学科研团队研发出新型纳米复合薄膜储能器件,储能密度可达215.8焦/立方厘米,刷新介电储能密度国际最高纪录。该器件具有功率密度高、充放电速度快等优点,在电动汽车、电网等领域有广阔应用前景。

记者5月13日从南京航空航天大学获悉,该校科研团队携手中外学者创新研发出储能密度较高的新型纳米复合薄膜储能器件,其储能密度可达215.8焦/立方厘米,这一成果刷新了介电储能密度国际最高纪录,对储能领域具有重大意义。相关论文已发表于《科学》杂志。

论文第一作者、南京航空航天大学博士后刘亚静介绍,目前广泛应用的储能器件包括锂电池、超级电容器、介电储能器件等。介电储能器件因功率密度高、充放电速度快、使用寿命长、高温稳定性好等优点,在起搏器、电动汽车、电网、可再生能源等领域展现出广阔应用前景。然而,介电材料的储能密度长期以来显著低于锂电池等主流储能技术,成为限制其进一步应用的瓶颈。

为解决这一问题,研究团队创新性地在宽禁带绝缘介电材料中采用“树枝状纳米极性结构”设计策略,构建了纳米复合薄膜模型体系。这一设计使得器件更耐高压、高温,储能性能也更强。在7.4兆瓦/厘米的电场下,该器件的储能密度可达215.8焦/立方厘米,同时保持了80.7%的储能效率。

此外,该器件在零下100摄氏度至零上170摄氏度宽温区范围及1010次疲劳循环测试下,仍保持稳定性能,进一步证明了其可靠性和实用性。此次研究为高性能储能器件的开发提供了创新性策略,有望推动储能技术的进一步发展。

刘亚静表示,未来研究团队将继续致力于研制尺寸更大的基介电储能器件,为产业应用提供理论支撑,助力储能领域实现更多突破。

(文章来源:科技日报)