現代電子設備和電力系統非常需要介電電容器來存儲和回收電能。然而，同時實現高能量密度和效率仍然是一個挑戰。
在這里，北京科技大學Shiqing Deng，He Qi，Jun Chen報道了在理論和相場模擬的指導下，能夠在鈦酸鍶（SrTiO3）（一種線性電介質）中實現90?94%的超高效率和85?90 J cm?3的高能量密度的優異綜合性能。
文章要點
1）通過引入 Ti/O 缺陷來操縱局部對稱性，從而獲得簡單的化學成分。
2）原子尺度表征證實，這些 Ti/O 缺陷會導致局部對稱性破缺和局部晶格應變，從而導致形成尺寸從 2 到 8 nm 不等的孤立超細極性納米團簇。這些納米團簇造成相當大的介電極化和可忽略的極化滯后。
本研究開辟了設計高性能介電電容器的新領域，利用一大系列現成的線性電介質和非常簡單的化學物質。
參考文獻
Tianyu Li, et al, Ultrahigh-Efficiency Superior Energy Storage in Lead-Free Films with a Simple Composition, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c08903
https://doi.org/10.1021/jacs.3c08903
