【儀表網 研發快訊】近日，西安交通大學材料科學與工程學院聯合香港理工大學、北京理工大學科研團隊，在鐵電儲能材料領域取得突破性研究進展。該項成果不僅深化了對高性能介質儲能材料的理解，也為新一代高性能脈沖電容器的設計與開發提供了關鍵理論與實驗支撐，標志著我國在新型電介質儲能材料研究方面邁出了堅實一步。
隨著可再生能源和電力電子技術的快速發展，高效、穩定的儲能設備成為能源轉換與管理的關鍵。其中，介電電容器因具有超高功率密度和快速充放電特性，在脈沖功率系統、先進電子設備等領域具有不可替代的作用。鐵電材料作為重要的介電材料體系，其極化特性與儲能性能密切相關，然而傳統鐵電材料往往面臨儲能密度與效率難以兼顧的挑戰。如何通過材料設計與結構調控，實現鐵電材料儲能性能的協同優化，一直是該領域的研究難點。
針對這一關鍵問題，西安交通大學材料學院研究人員攜手香港理工大學及北京理工大學合作團隊，從材料微觀結構調控與極化行為優化入手，開展了一系列創新性研究。團隊通過巧妙的組成設計與工藝控制，在鐵電基復合材料中構建了具有梯度分布或特殊界面結構的微觀體系，有效調控了極化響應與擊穿場強之間的平衡。研究表明，通過引入合適的界面調控層和局域結構畸變，能夠在保持較高極化的同時顯著抑制漏電流、延緩擊穿過程，從而同步提升材料的儲能密度和能量轉換效率。
研究進一步結合先進表征手段與相場模擬，揭示了微觀結構—極化行為—儲能性能之間的內在關聯，為理性設計高性能鐵電儲能材料提供了清晰的理論圖像。實驗制備的材料體系展現出優異的綜合儲能特性，包括高可釋放能量密度、高儲能效率以及良好的溫度穩定性和循環可靠性，表現出顯著的應用潛力。
該成果得益于多方緊密的學科交叉與產學研協作。西安交通大學在鐵電材料設計與制備方面具有深厚積累，香港理工大學在介電性能分析與器件集成方面貢獻突出，北京理工大學則在材料模擬與界面工程方面發揮了重要作用。三方通過長期穩定的合作機制，實現了優勢互補與協同創新，有力推動了鐵電儲能材料從基礎研究向實際應用的跨越。
這一進展已發表于材料與能源領域知名學術期刊，并獲得同行高度評價。研究不僅為高性能介電儲能材料的發展開辟了新路徑，也為國內外相關領域學者提供了重要參考。未來，合作團隊將繼續圍繞材料性能優化、規模化制備及電容器件集成等方向開展深入研究，助力我國在高端電子元器件與新能源技術領域的自主創新能力提升。
此項跨校合作的成功，體現了高校間協同攻關在解決前沿材料科學問題中的重要作用，也為后續產學研深度融合、推動科技成果轉化奠定了堅實基礎。
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