中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在不可再生能源日益匱乏與環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻的今天，用于能源存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換與收集的無(wú)害材料逐漸受到全世界材料工作者的廣泛關(guān)注。作為能量存儲(chǔ)材料的一個(gè)重要分支，鐵電儲(chǔ)能材料具有充放電快速等優(yōu)點(diǎn)在近年來(lái)的儲(chǔ)能材料領(lǐng)域脫穎而出，其中儲(chǔ)能密度、儲(chǔ)能效率與溫度穩(wěn)定性是表征一個(gè)鐵電儲(chǔ)能材料性能的重要參數(shù)。
近日，西安交通大學(xué)賈春林科學(xué)家工作室劉明副教授指導(dǎo)的博士生孫梓雄利用射頻磁控濺射技術(shù)制備出高質(zhì)量的Ba0.7Ca0.3TiO3/BaZr0.2Ti0.8O3(BCT/BZT) 多層復(fù)合薄膜并研究了其儲(chǔ)能性能。研究表明在多層膜總厚度一致的情況下，通過(guò)增加周期數(shù)（BCT相與BZT相之間的界面數(shù)）可以有效地提高該薄膜材料的儲(chǔ)能密度。同時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真模擬揭示界面數(shù)的增加可以有效地阻礙電流樹(shù)枝的發(fā)展，從而通過(guò)提高樣品擊穿場(chǎng)強(qiáng)來(lái)達(dá)到材料儲(chǔ)能密度的提高。此類多層薄膜材料不僅表現(xiàn)出優(yōu)異的室溫儲(chǔ)能特性，同時(shí)在140oC下依然保持較高的儲(chǔ)能密度和儲(chǔ)能效率。這將有可能實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車前級(jí)水冷系統(tǒng)的摘除，大大降低生產(chǎn)成本和提高機(jī)電系統(tǒng)的微型化。同時(shí)，該項(xiàng)研究結(jié)果將對(duì)尋求更高儲(chǔ)能密度提供重要的實(shí)驗(yàn)途徑和理論依據(jù)。
上述研究成果以題目“Ultrahigh Energy Storage Performance of Lead-Free Oxide Multilayer Film Capacitors via Interface Engineering” 發(fā)表在材料類頂級(jí)期刊 Advanced Materials （IF=18.96）上。西安交通大學(xué)為第一作者和通訊作者單位。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大專項(xiàng)與面上項(xiàng)目 、國(guó)家“973”項(xiàng)目、博士后基金及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等的支持。
