在各種能源存儲技術中，介質儲能電容器因具有超高的功率密度、極快的充放電速度和較低的制造成本等方面的優勢，在電能存儲領域具有廣泛的應用前景。儲能密度、效率與熱穩定性是衡量與評估介質儲能電容器性能優異與否的重要參數。如何開發具有優異綜合儲能性能且熱穩定性良好的介質儲能電容器已經成為一個目前亟需攻克的研究難點。
近日，西安交通大學微電子學院汪宏教授課題組通過疇工程調控，開發設計出一種具有高儲能密度、高儲能效率與優異熱穩定性的BaTiO3-Bi(Mg0.5Zr0.5)O3無鉛弛豫鐵電儲能材料。該工作在多重尺度上系統研究了Bi(Mg0.5Zr0.5)O3的添加對BaTiO3基體材料在晶體結構、晶粒尺寸、介電性能與宏觀極化狀態、擊穿場強等方面的影響，尤其是在納米尺度對BaTiO3-Bi(Mg0.5Zr0.5)O3體系疇結構及其電場動力學的深入探索，為今后弛豫鐵電儲能材料的研究提供了理論依據。終，汪宏教授課題組在BaTiO3-Bi(Mg0.5Zr0.5)O3無鉛弛豫鐵材料中得到了2.9J×cm-3的儲能密度與86.8%的儲能效率，這是目前報道的無鉛陶瓷材料中優的綜合儲能性能。同時，該材料在30~150oC的溫度范圍內表現出優異的熱穩定性。
上述研究成果以“Simultaneously achieved temperature-insensitive high energy density and efficiency in domain engineered BaTiO3-Bi(Mg0.5Zr0.5)O3lead-free relaxor ferroelectrics”為題在期刊Nano Energy(IF=13.12)在線發表。西安交通大學電信學院博士生袁啟斌為本文作者，汪宏教授與姚方周博士為本文的共同通訊作者，西安交通大學為本文的署名單位，清華大學與南方科技大學為本文合作單位。該研究工作是汪宏教授課題組在電介質儲能領域多項研究成果發表在Advanced Materials，Advanced Functional Materials，Nano Energy，Journal of Materials Chemistry A 等期刊后的又一重要成果。
該研究得到國家自然科學基金面上項目、國家“973”項目、國家重點研發項目等的支持。
(原文標題：西安交大科研人員在介質儲能電容器領域取得重要進展)
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