清华大学沈洋/南策文团队 Adv. Mater.: 半脂环族偶极玻璃介电聚合物电容器以实现高温电容储能

本文介绍了清华大学沈洋/南策文团队在Advanced Materials期刊上发表的研究成果，他们开发了一类半脂环族偶极玻璃介电聚合物（sAl-DG），用于高温电容储能应用。该聚合物通过交替的非共轭脂环单元和强偶极芳香单元的组合，解决了传统介电聚合物中带隙（Eg）与玻璃化转变温度（Tg）、介电常数（εr）与Eg以及自修复能力（Cₛₕ）与Tg之间的多重矛盾。sAl-DG表现出优异的性能，包括高Eg（3.99–4.26 eV）、高Tg（218–387 °C）、高εr（3.39–3.71）和卓越的自修复能力（自修复能量为15.03 mJ）。在200 °C下，sAl-DG实现了高达6.2 J cm⁻³的放电能量密度（Uη90），并在250 °C下达到目前最先进的3.94 J cm⁻³。此外，基于sAl-DG的堆叠电容器在250 MV m⁻¹和200 °C条件下展示了1.06 J cm⁻³的能量密度和94%的效率，证明了其实际应用的可行性。