Domain engineered lead-free Bi0.5Na0.5TiO3-Bi(Ni0.5Hf0.5)O3 relaxor ferroelectric ceramics for energy storage with low electric field applications

材料科学 铁电性 铁电陶瓷 储能 陶瓷 功率密度 相变 电场 凝聚态物理 相(物质) 电介质 光电子学 复合材料 物理 热力学 功率(物理) 量子力学
作者
Yutao Zhang,Xiaohua Zhang,Pei Zhang,Yongqi Zhang,Peng Shi,Zhenxing Yue
出处
期刊:Journal of energy storage [Elsevier BV]
卷期号:84: 110847-110847 被引量:22
标识
DOI:10.1016/j.est.2024.110847
摘要

Lead-free materials for energy storage are increasingly receiving attention due to their exceptional properties of high charging and discharging rates, high power density, and eco-friendliness. In this work, (1−x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBi(Ni0.5Hf0.5)O3 (BNT-BNH, x = 0.05, 0.10, 0.15 and 0.20) ceramics were prepared for electrostatic energy storage. P-E loops results show that the introduction of Ni2+ and Hf4+ induces the formation of polar nanoregions (PNRs) and the phase transition from ferroelectric to relaxor ferroelectric in BNT ceramics. Transmission Electron Microscopy directly confirm the increase of crystal plane spacing implies a good solid solution of BNT-BNH, and the number of spherical PNRs increases significantly with increasing the BNH content. Herein, a recoverable energy storage density of 2.68 J/cm3 and relative efficiency of 72.1 % are achieved for 0.8BNT-0.2BNH ceramics under 210 kV/cm. The 0.8BNT-0.2BNH ceramics also exhibit a fast discharge rate (t0.9 = 76 ns), high current density (403.1 A/cm2), and high power density (12.85 MW/cm3), which illustrates that BNT-BNH material systems have good application potential in electrostatic energy storage.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ning完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
xiu发布了新的文献求助10
1秒前
于金正发布了新的文献求助10
2秒前
小巧南晴完成签到,获得积分20
2秒前
科研通AI6.2应助幸运采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
5秒前
5秒前
溽暑廿八完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Sandy发布了新的文献求助80
7秒前
Alice_Arendt完成签到,获得积分10
7秒前
微风发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
郭先森3316发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.2应助QQWQEQRQ采纳,获得10
9秒前
英姑应助热心的悒采纳,获得10
9秒前
爆米花应助ys采纳,获得10
10秒前
10秒前
Elsa完成签到,获得积分10
10秒前
花誉来发布了新的文献求助30
11秒前
深情安青应助于金正采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
怕孤单的石头完成签到,获得积分20
13秒前
tianshilan完成签到,获得积分20
13秒前
spurt发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
yuxing发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
啦啦啦啦啦完成签到,获得积分10
15秒前
华仔应助WWD采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
科研通AI6.4应助LGX采纳,获得10
16秒前
一叶扁舟完成签到,获得积分10
17秒前
CipherSage应助ddsssae采纳,获得10
18秒前
杂酱面zz发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Tier 1 Checklists for Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings 1000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6333080
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8149806
关于积分的说明 17108002
捐赠科研通 5388885
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2856801
邀请新用户注册赠送积分活动 1834299
关于科研通互助平台的介绍 1685299