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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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通過弛豫時間調(diào)制實現(xiàn)人工異質(zhì)結(jié)構(gòu)的高能量密度
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通過弛豫時間調(diào)制實現(xiàn)人工異質(zhì)結(jié)構(gòu)的高能量密度 ▲ 作者：SANGMOON HAN, JUSTIN S. KIM, EUGENE PARK, YUAN MENG, ZHIHAO XU, ALEXANDRE C. FOUCHER, ET AL. ▲ 鏈接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl2835 ▲ 摘要： 靜電電容器因其超快的充放電能力成為先進電子器件和大功率電氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件。鐵電材料具有較高的最大極化，但高殘余極化阻礙了其在儲能應(yīng)用中的有效部署。先前方法由于鐵電材料結(jié)晶度退化而遭遇瓶頸。 研究組介紹了一種利用二維（2D）材料控制弛豫時間的方法，同時通過使用2D/3D/2D異質(zhì)結(jié)構(gòu)來最小化能量損失，并保持鐵電3D材料的結(jié)晶度。使用該方法可實現(xiàn)191.7 J/cm3的能量密度，效率超過90%。 這種對弛豫時間的精確控制有望促進廣泛應(yīng)用，并有潛力加速高效儲能系統(tǒng)的發(fā)展。 ▲ Abstract： Electrostatic capacitors are foundational components of advanced electronics and high-power electrical systems owing to their ultrafast charging-discharging capability. Ferroelectric materials offer high maximum polarization, but high remnant polarization has hindered their effective deployment in energy storage applications. Previous methodologies have encountered problems because of the deteriorated crystallinity of the ferroelectric materials. We introduce an approach to control the relaxation time using two-dimensional (2D) materials while minimizing energy loss by using 2D/3D/2D heterostructures and preserving the crystallinity of ferroelectric 3D materials. Using this approach, we were able to achieve an energy density of 191.7 joules per cubic centimeter with an efficiency greater than 90%. This precise control over relaxation time holds promise for a wide array of applications and has the potential to accelerate the development of highly efficient energy storage systems. |
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