【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，南方科技大學(xué)汪宏講席教授團隊在 Advanced Materials 期刊發(fā)表題為“Scalable polymer composites enhanced by trace-amount polymer semiconductor for high-performance capacitive energy storage at 250 °C”的研究成果。
高溫聚合物電介質(zhì)儲能材料對于先進電力電子設(shè)備至關(guān)重要，但其實際應(yīng)用受到熱激活電荷傳輸?shù)膰乐叵拗疲@導(dǎo)致傳導(dǎo)損耗呈指數(shù)級增加和過早擊穿。在新興應(yīng)用領(lǐng)域，如電動汽車、航空航天系統(tǒng)和油氣勘探等，迫切需要能在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作的高性能儲能材料，而傳統(tǒng)介電材料難以滿足這些極端條件下的性能要求。
研究團隊發(fā)現(xiàn)僅引入微量的聚合物半導(dǎo)體，便能顯著調(diào)控復(fù)合材料的能帶結(jié)構(gòu)與電荷輸運特性。這種微量摻雜通過半導(dǎo)體與聚合物基體之間的界面相互作用，不僅能夠有效抑制高溫下的電荷遷移率(將在250°C時的體積電導(dǎo)率降低了約3個數(shù)量級)，還進一步優(yōu)化了復(fù)合材料擊穿場強，突破了傳統(tǒng)聚合物材料在高溫下能量存儲的瓶頸。這一策略為開發(fā)兼具高能量密度和優(yōu)異熱穩(wěn)定性的介電儲能材料提供了新途徑，有望推動高溫電力電子系統(tǒng)的小型化與高效化發(fā)展。
南方科技大學(xué)研究助理教授潘子釗為論文第一作者，汪宏為通訊作者。南方科技大學(xué)為論文第一單位。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目的支持。
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