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翟继卫教授研究团队提出并验证了拓扑漩涡畴工程增强电介质材料的能量存储特性,研究成果发表于《先进能源材料》

发布日期:2024-01-09  来源:   点击量:

  

储能材料与器件是近年来功能材料领域的研究热点。其中,电介质储能材料具有高功率密度、快速的充放电速度以及长循环寿命等优点,有望在混合动力汽车、大功率换能器以及大功率脉冲设备中得到广泛应用。然而,当前大部分电介质电容器的储能密度和效率都较低,限制了其在先进电子器件的进一步发展。为了提高电介质的储能性能,畴工程是常用的策略之一。其中,很多独特的电畴结构,包括极性纳米微区、泥状极性区、拓扑漩涡畴等都深刻影响着电介质材料的储能特性。

同济大学翟继卫教授研究团队提出并验证了拓扑漩涡畴工程对电介质材料储能特性的增强作用。该团队成功将拓扑漩涡畴结构与电介质材料的极化特性和能量存储特性进行了耦合,结合相场模拟和实验结果,揭示了漩涡畴和宏观极化响应之间的相关性,验证了漩涡畴对Bi0.5Na0.5TiO3基电介质薄膜储能性能的增强机理,实现了有效储能密度 (90 J cm-3) 和效率 (76%) 的协调提升,为开发具有高能量存储能力的电介质材料提供了一个新颖而有前景的路径。

翟继卫教授研究团队将以上研究成果以《Topological Vortex Domain Engineering for High Dielectric Energy Storage Performance》为题发表于《Advanced Energy Materials》上。第一作者为同济大学永利yl6776在读博士研究生钱进。该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。

翟继卫教授课题组主要以铁电/压电材料为研究对象,在电介质储能材料与器件、压电材料及其应用和微波介质材料与器件等方向进行了系统性的研究,近五年在本领域权威杂志上发表学术论文100余篇,包括Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Energy Storage Mater., Nano Energy, Small, J. Mater. Chem. A, ACTA Mater., Chem. Eng. J.等。


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