福州大学新型陶瓷研究所在电介质储能陶瓷领域取得重要进展

近日，福州大学材料科学与工程学院新型陶瓷研究所在电介质储能陶瓷领域取得重要进展，题为“Giant Capacitive Energy Storage in High-Entropy Lead-Free Ceramics with Temperature Self-Check”的文章在《Advanced Materials》期刊上发表（影响因子为27.4，中科院一区）。

人工智能和大数据处理的终端是庞大的电力系统，储能介质是其中的一个重要分支，需要具备优异的储能特性和安全性。在高电场下，储能介质的温度会升高而带来安全隐患，开发兼具超高能量密度和智能温度自监测功能的新型储能介质是未来发展的趋势。高熵陶瓷电容拥有优异的储能效率，但传统高熵系统中构型熵与极化之间的矛盾极大地制约了储能密度的进一步提升。

为此，本工作通过设计和调节钙钛矿结构的八面体倾斜和阳离子位移，采用流延成型和冷等静压成型相结合的工艺，制备了稀土掺杂钛酸铋钠基高熵陶瓷，具有大的可回收储能密度和超高的功率密度，以及优异的温度稳定性。由于稀土Tm/Yb共掺杂，该高熵陶瓷还具有反常荧光负热膨胀特性和优异的实时温度传感特征，进而提出了故障检测与预警在高压输电线路系统中的应用概念。该研究为增强高熵储能陶瓷的极化强度提供了可行策略，为克服终端电力系统中电容器能量密度不高和热失控问题提供了优质的材料保障。

材料学院22级硕士研究生曾祥福为该论文第一作者，福州大学材料科学与工程学院为第一单位，论文通讯作者为吴啸副教授。