Low-Field-Driven Superior Energy Storage Effect with Excellent Thermal Stability by Constructing Coexistent Glasses

材料科学 热稳定性 储能 电介质 铁电性 陶瓷 工作(物理) 电场 热的 大气温度范围 航程(航空) 纳米技术 工程物理 光电子学 热力学 复合材料 化学工程 物理 工程类 量子力学 功率(物理)
作者
Xueqing Fang,Haoyu Wang,Liqiang He,Yunlong Sun,Jianhao Du,Hao Luo,Dong Wang,Le Zhang,Danyang Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (9): 11497-11505 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsami.3c17262
摘要

In this work, we found that the defreezing coexistent glassy ferroelectric states hold significant potential for achieving superior energy storage performance, especially under low fields, by using phase field simulations and experimental approaches. A remarkable room-temperature energy recoverable storage density Wr exceeding 2.7 J/cm3 with a high efficiency η surpassing 80% under a low electric field of 170 kV/cm was obtained in the x = 6–12% compositions of x[Bi(Mg2/3Nb1/3)O3]–(1–x)[0.94(Bi0.5Na0.5)TiO3–0.06BaTiO3–1%MnO2] (BNBT-BMN) ceramics due to the combination of low Pr and high Pm of the coexistent ferroelectric glasses. Intriguingly, the superior Wr and η of the coexistent state of glasses can also be maintained in a wide temperature range of 293–430 K, indicating the excellent thermal stability of the energy storage behavior. Importantly, the Wr and η of this glass coexistent composition increase upon heating from room temperature to 360 K due to the defreezing process, leading to maximum Wr ∼ 2.9 J/cm3 with high efficiency η ∼ 90% of x = 10% at 360 K. When considering both energy storage behavior and thermal stability under low fields (<250 kV/cm), the BNBT-BMN ceramics outperform nearly all lead-free counterparts available today. Consequently, our work not only expands the research scope of ferroic glasses but also establishes a new paradigm for developing superior lead-free dielectrics suitable for high-temperature energy storage devices.

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
x1完成签到,获得积分10
刚刚
palace发布了新的文献求助10
刚刚
未晚发布了新的文献求助10
1秒前
平贝花完成签到,获得积分10
1秒前
独特太阳完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
NS完成签到,获得积分10
3秒前
英俊的铭应助www采纳,获得10
3秒前
Gao发布了新的文献求助10
3秒前
rubbish发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
小白发布了新的文献求助10
4秒前
Owen应助pattrick采纳,获得10
5秒前
6秒前
7秒前
Akim应助vespa采纳,获得10
7秒前
orixero应助林梓采纳,获得10
8秒前
wanci应助emmmm采纳,获得10
8秒前
于鹏发布了新的文献求助10
9秒前
舒适听安完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
萱儿发布了新的文献求助10
12秒前
洋芋二号发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
复杂的小之完成签到,获得积分10
13秒前
Jeffrey2026完成签到,获得积分10
13秒前
十二个完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
圆小异发布了新的文献求助10
16秒前
李珺鹭发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
18秒前
所所应助菲尔普斯采纳,获得10
18秒前
vespa发布了新的文献求助10
20秒前
星辰大海应助大力的安阳采纳,获得30
20秒前
joan完成签到 ,获得积分10
21秒前
湖里发布了新的文献求助30
21秒前
清风中的浊屁完成签到,获得积分10
22秒前
暮封完成签到,获得积分10
22秒前
渣渣XM发布了新的文献求助10
22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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
CLSI M100 Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing 36th edition 400
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 400
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 6361003
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8174848
关于积分的说明 17220159
捐赠科研通 5416002
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2866113
邀请新用户注册赠送积分活动 1843339
关于科研通互助平台的介绍 1691365