记者从南京航空航天大学获悉，该校李伟伟教授与0033990威尼斯南策文院士等共同研制出一种新型介电储能材料，其能量密度是主流商用介电储能材料的数十至数百倍，有望成为下一代高功率脉冲技术的核心器件。国际顶级学术期刊《科学》4月11日在线发表了相关成果。
李伟伟介绍，介电储能电容器在生活中随处可见，它能够瞬间释放能量，是名副其实的“功率倍增器”。小到集成电路板、心脏除颤仪，大到新能源汽车、风力发电站，都有它的身影。
目前，受传统材料的电化学性质所限，主流商用电容器存在功率密度与能量密度不可兼得的矛盾。“也就是说，虽然它们的功率密度高，但能量密度低，容易被击穿。我们想研究一种功率密度与能量密度都高的新材料，它能在快速充放电的同时保证安全性。”李伟伟说。
历经三年多的探索，研究团队设计出一种树枝状纳米复合结构，并据此研制了边长5毫米的新型介电储能材料样品，其上分布着若干储能单元，每个单元的直径30微米。实验中，样品瞬时放电仅需3.3微秒，充放电循环达100亿次，在零下100摄氏度至零上170摄氏度的环境中，仍能稳定工作。
“更重要的是，样品的能量密度达到每立方厘米215.8焦耳，而主流商用电容器的能量密度仅为每立方厘米1.2焦耳至5焦耳。”李伟伟表示，下一步团队计划研制尺寸更大的硅基电容器，向着产业化的目标稳步迈进。
编辑：李华山
