记者从(cong)南(nan)京航空航天大学获(huo)悉，该校李伟(wei)伟(wei)教授与清华(hua)大学南(nan)策文(wen)院士等共(gong)同研制出一种(zhong)新型介电(dian)储能材料，其能量密度是主(zhu)流商用介电(dian)储能材料的(de)数十至数百倍，有望成(cheng)为下一代高功率(lu)脉冲技术的(de)核心(xin)器件。国际顶级学术期刊《科学》4月(yue)11日在线发表了相关成(cheng)果。
李伟(wei)伟(wei)先容(shao)，介电(dian)储能电(dian)容器在生活中随处可(ke)见，它能够瞬间释放能量，是名副其实(shi)的(de)“功率(lu)倍增器”。小(xiao)到集成(cheng)电(dian)路板、心(xin)脏除颤仪，大到新能源汽车(che)、风力发电(dian)站，都有它的(de)身影。
目前，受传统(tong)材料的(de)电(dian)化学性质所(suo)限，主(zhu)流商用电(dian)容器存在功率(lu)密度与能量密度不可(ke)兼得的(de)矛盾。“也就是说，虽然它们的(de)功率(lu)密度高，但能量密度低，容易被击穿(chuan)。大家想研究一种(zhong)功率(lu)密度与能量密度都高的(de)新材料，它能在快速充放电(dian)的(de)同时保(bao)证(zheng)安全性。”李伟(wei)伟(wei)说。
这是4月(yue)10日拍摄的(de)新型介电(dian)储能材料样品。（南(nan)京航空航天大学供图）
历经三年多的(de)探索，研究团队设计(ji)出一种(zhong)树枝状纳米复合结构，并据此研制了边长5毫米的(de)新型介电(dian)储能材料样品，其上(shang)分布着若干储能单元，每个单元的(de)直径30微米。实(shi)验中，样品瞬时放电(dian)仅(jin)需(xu)3.3微秒，充放电(dian)循环达100亿次，在零下100摄氏度至零上(shang)170摄氏度的(de)环境中，仍(reng)能稳定工作。
“更重要(yao)的(de)是，样品的(de)能量密度达到每立方(fang)厘(li)米215.8焦耳，而(er)主(zhu)流商用电(dian)容器的(de)能量密度仅(jin)为每立方(fang)厘(li)米1.2焦耳至5焦耳。”李伟(wei)伟(wei)表示，下一步团队计(ji)划研制尺寸(cun)更大的(de)硅基电(dian)容器，向(xiang)着产业化的(de)目标稳步迈进。（记者陈(chen)席元）