化學與材料科學 - 清華黨智敏教授課題組《Adv. Mater.》綜述：用於高功率能量存儲的聚合物基電介質的損耗抑制－鑽石舞台

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電容器作為一種能夠存儲電荷的「容器」，能夠通過對電荷的快速存儲和釋放，調節電子電路和電力系統中信息和能量的流動。聚合物電介質因具有高絕緣強度，低成本，易加工性，低損耗和良好的自愈特性等優點，成為了電容器電介質的重要組成部分。近年來，聚合物基電介質的損耗抑制受到國內外學者的廣泛關注，相關研究方興未艾。電介質材料的損耗不僅為薄膜電容器的效率設定了理論上限，而且產生的熱量對電氣裝置的熱管理系統提出了嚴峻挑戰。因此，聚合物基電介質材料的損耗抑制研究具有重要的理論意義和應用價值。

近日，清華大學黨智敏教授課題組受邀在《AdvancedMaterials》上發表了題為「Suppressing the Loss of Polymer-based Dielectricsfor High Power Energy Storage」的綜述論文，全面介紹了目前聚合物基電介質損耗抑制的機理探索，性能表徵和材料製備方面的研究進展，明晰了聚合物基電介質損耗抑制研究未來的機遇和挑戰。該綜述對損耗的兩大組成部分：極化損耗和電導損耗進行歸納和討論，分析討論機理研究中的進展和不足；進一步地，介紹了損耗抑制研究中的表徵手段，深入探討了表徵中亟待研究和解決的問題；接下來，總結了損耗抑制過程中的材料製備策略，詳述材料製備方面的重要成果，分析了研究中存在的不足和未來可能的研究方向；最後，概述了聚合物基電介質損耗抑制研究目前所面臨的主要挑戰和未來的發展機遇。目前，絕大多數的損耗抑制研究還停留在實驗室水平，損耗抑制的研究有賴於化學、材料和電氣學科的研究合作，藉助數據驅動和數值模擬方法，以及先進的材料表徵方法和製備技術，聚合物基電介質損耗抑制的研究和應用將取得重大進展。