近日，福州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院新型陶瓷研究所在電介質(zhì)儲能陶瓷領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，題為“Giant Capacitive Energy Storage in High-Entropy Lead-Free Ceramics with Temperature Self-Check”的文章在《Advanced Materials》期刊上發(fā)表（影響因子為27.4，中科院一區(qū)）。

人工智能和大數(shù)據(jù)處理的終端是龐大的電力系統(tǒng)，儲能介質(zhì)是其中的一個重要分支，需要具備優(yōu)異的儲能特性和安全性。在高電場下，儲能介質(zhì)的溫度會升高而帶來安全隱患，開發(fā)兼具超高能量密度和智能溫度自監(jiān)測功能的新型儲能介質(zhì)是未來發(fā)展的趨勢。高熵陶瓷電容擁有優(yōu)異的儲能效率，但傳統(tǒng)高熵系統(tǒng)中構(gòu)型熵與極化之間的矛盾極大地制約了儲能密度的進(jìn)一步提升。

為此，本工作通過設(shè)計和調(diào)節(jié)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的八面體傾斜和陽離子位移，采用流延成型和冷等靜壓成型相結(jié)合的工藝，制備了稀土摻雜鈦酸鉍鈉基高熵陶瓷，具有大的可回收儲能密度和超高的功率密度，以及優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性。由于稀土Tm/Yb共摻雜，該高熵陶瓷還具有反常熒光負(fù)熱膨脹特性和優(yōu)異的實時溫度傳感特征，進(jìn)而提出了故障檢測與預(yù)警在高壓輸電線路系統(tǒng)中的應(yīng)用概念。該研究為增強(qiáng)高熵儲能陶瓷的極化強(qiáng)度提供了可行策略，為克服終端電力系統(tǒng)中電容器能量密度不高和熱失控問題提供了優(yōu)質(zhì)的材料保障。

材料學(xué)院22級碩士研究生曾祥福為該論文第一作者，福州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院為第一單位，論文通訊作者為吳嘯副教授。