近日，我校材料科学与工程学院周焕福教授和陈秀丽教授团队成功构建了一种局域异质性材料并实现了增强的综合储能特性[高的能量密度(~7.72 J/cm3)、大的储能效率(~83.78%)和宽的频率(1-100 Hz)/温度(-40200 ℃)稳定性]。进一步通过透射电镜、压电力显微镜、相场模拟、DFT计算阐述了温度驱动的局域异质性材料(强极性和弱极性团簇共存为特征的晶粒不均匀性)高性能的起源。这些发现有望广泛适用于高性能储能电介质的开发。
该研究成果目前以“(1-x)[0.90NN-0.10Bi(Mg2/3Nb1/3)O3]-x(Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3 ceramics with core-shell structures: A pathway for simultaneously achieving high polarization and breakdown strength”为题在国际能源顶级刊物Nano Energy (IF: 19.069)上发表。桂林理工大学为该论文第一通讯作者单位，硕士毕业生董小燕为论文第一作者，周焕福教授和陈秀丽教授为共同通讯作者。该项研究得到国家自然科学基金、广西自然科学基金杰出青年基金和广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划等项目的资助。
据悉，电介质电容器因其高的功率密度和快的充放电速率等优点在储能电子器件领域受到广泛关注。然而，其实际化应用的主要挑战之一是如何提高它们的能量密度以满足下一代实际应用小型化和集成化的需求。周焕福教授和陈秀丽教授课题组近年来一直致力于电介质储能材料方向的应用基础研究和器件应用工作，前期工作成果已在Chemical Engineering Journal、Journal of Materials Chemistry A/C、ACS Applied Materials & Interfaces、ACS Sustainable Chemistry & Engineering等国际期刊上发表。
高性能局域异质性材料设计思路
