科技日報訊（記者金鳳）記者5月13日從南京航空航天大學獲悉，該�？蒲袌F隊聯手中外學者創新研發出儲能密度較高的新型納米復合薄膜儲能器件，其儲能密度可達215.8焦/立方厘米，刷新介電儲能密度國際最高紀錄。相關論文發表于《科學》。
論文第一作者、南京航空航天大學博士后劉亞靜介紹，目前廣泛應用的儲能器件包括鋰電池、超級電容器、介電儲能器件等。其中，介電儲能器件具有功率密度高、充放電速度快、使用壽命長、高溫穩定性好等優點，適用于可以瞬時釋放高電能的使用場景，在起搏器、電動汽車、電網、可再生能源等領域展現出廣闊應用前景。
“但長期以來，介電材料的儲能密度顯著低于鋰電池等主流儲能技術，這成為限制其進一步應用的瓶頸�！眲嗢o介紹，“為介電儲能器件施加的電場過強時，器件材料的絕緣性被破壞，電子會像失控一樣大量流動，瞬間形成導電通路，導致電流劇增，可能引發短路或器件損壞。所以，研發能耐受電擊穿的介電儲能器件至關重要�！�
此次研究中，團隊創新性地在寬禁帶絕緣介電材料中采用“樹枝狀納米極性結構”設計策略，構建了納米復合薄膜模型體系。
“在復合結構中，寬禁帶絕緣介電材料的帶隙比傳統材料更寬，因此更耐高壓、高溫，儲能性能也更強。而樹枝狀的結構，又可以阻擋電擊穿過程中電束的擊穿路徑，讓器件更耐高壓�！眲嗢o說。
團隊構建的長寬為5毫米、厚度為100納米的介電儲能器件，在7.4兆瓦/厘米的電場下，儲能密度可達215.8焦/立方厘米，刷新了介電儲能密度國際最高紀錄。同時，該器件具備80.7%的儲能效率，在零下100攝氏度至零上170攝氏度寬溫區范圍及1010次疲勞循環測試下，仍保持穩定性能。
“此次研究為高性能儲能器件開發提供了創新性策略。”劉亞靜表示，未來，研究團隊將研制尺寸更大的硅基介電儲能器件，為產業應用提供理論支撐。
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