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
cmulong完成签到,获得积分10
2秒前
Tonald Yang完成签到 ,获得积分20
3秒前
周常通完成签到,获得积分10
5秒前
木木很累完成签到,获得积分10
9秒前
14秒前
jane5113完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
Panini完成签到 ,获得积分10
18秒前
share完成签到 ,获得积分10
19秒前
24秒前
内向小霜完成签到,获得积分10
25秒前
安嫔完成签到 ,获得积分10
25秒前
FashionBoy应助xmhxpz采纳,获得10
31秒前
LILLIAN完成签到 ,获得积分10
32秒前
Nole应助awa606采纳,获得30
32秒前
lyyu完成签到 ,获得积分10
38秒前
senli2018发布了新的文献求助10
44秒前
慕辰完成签到 ,获得积分10
44秒前
kareena完成签到 ,获得积分10
44秒前
Chole完成签到 ,获得积分10
45秒前
超爱茶多酚完成签到 ,获得积分10
52秒前
西瓜妹完成签到 ,获得积分10
53秒前
彦成完成签到,获得积分10
55秒前
chujun_cai完成签到 ,获得积分0
58秒前
多喝水完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lx完成签到,获得积分10
1分钟前
淡淡的凡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
zhuhuayu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Nole应助awa606采纳,获得30
1分钟前
术语完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
自由的尔蓉完成签到 ,获得积分10
1分钟前
露西雅完成签到,获得积分10
1分钟前
整齐豆芽完成签到 ,获得积分10
1分钟前
张甜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
春花完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
wjswift完成签到,获得积分10
1分钟前
安安完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7290643
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8909809
关于积分的说明 18857141
捐赠科研通 6957998
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3209151
关于科研通互助平台的介绍 2378948
邀请新用户注册赠送积分活动 2184892