聚合物基介電材料在靜電電容器中作為儲能介質具有巨大潛力。然而，聚合物的耐熱性較差，導致高溫下介電儲能能力嚴重下降，限制了它們在惡劣環境中的應用。
近日，武漢理工大學Xin Zhang，伍倫貢大學Shujun Zhang，清華大學南策文院士介紹了一種柔性層壓聚合物納米復合材料，其中聚合物成分被限制在納米級，從而提高了所得納米復合材料的熱機械電穩定性。
文章要點
1）納米層壓板由夾在固體 Al2O3 層之間的納米限制聚醚酰亞胺 (PEI) 聚合物組成，在 200 °C 的高溫下表現出 18.9 J/cm3 的高能量密度和 ~ 91% 的高能量效率。
2）研究表明，PEI 聚合物的納米限制可降低擴散系數并限制熱動力學，與本體 PEI 聚合物相比，玻璃化轉變溫度顯著提高 37 °C。納米層內的納米限制和界面捕獲的綜合效應協同作用，有助于提高電擊穿強度，并在高達 250 °C 的溫度范圍內增強儲能性能。
3）通過在細金屬線等曲面上使用柔性超薄納米層，研究人員引入了一種創新概念，可以創建高效緊湊的金屬線電容器，盡管設備體積很小，但電容卻很大。
參考文獻
Li, X., Liu, B., Wang, J. et al. High-temperature capacitive energy stroage in polymer nanocomposites through nanoconfinement. Nat Commun 15, 6655 (2024).
DOI：10.1038/s41467-024-51052-y
https://doi.org/10.1038/s41467-024-51052-y
