清华大学林元华，最新AFM！

对于理想的静电储能介质电容器而言，同时追求高能量密度和效率是一个巨大的挑战。通常，在施加电场的情况下，由于磁滞损耗的增加，能量密度的增加通常伴随着能量存储效率的降低，这对电容器的可靠性是有害的。

图1 基于BT基铁电材料的相场模拟演化

因此，迫切需要既能提高能量密度又能保持高效率的良好平衡性能。

基于此，2024年7月30日，清华大学材料学院院长林元华在国际期刊Advanced Functional Materials发表题为《Design of High-Entropy Relaxor Ferroelectrics for Comprehensive Energy Storage Enhancement》的研究论文。

图2 熵调制膜的击穿场和漏电流机制分析

在这项工作中，作者利用熵策略构建了一种将非晶相嵌入多晶纳米晶中的结构，从而提高了载流子的传输势垒。因此，磁滞损耗在高电场下被极大地抑制，并且高熵膜中的高极化仍然被保持。

图3 熵调制膜的能量存储和介电性能

因此，在基于高熵Ba2Bi4Ti5O18的弛豫铁电体中，同时实现了139.5 J cm−3的超高能量密度、87.9%的高效率和1153的高品质因数。本工作为先进的高功率储能应用的材料结构设计提供了一条有前途的途径。

文献信息：

Design of High-Entropy Relaxor Ferroelectrics for Comprehensive Energy Storage Enhancement., 2024.