介电电容器因其高功率密度和超快速充电/放电能力而成为电子系统所急需的材料。然而，目前的介电电容器存在严重的热不稳定性，高温下储能性能急剧下降。

在此，西安交通大学Ming Liu，Chunrui Ma，武汉理工大学Zhonghui Shen，报道了在相场模拟的指导下，构思并制备了以 HfO₂ 为第二相的自组装超介电纳米结构，该结构位于 BaHf_0.17Ti_0.83O₃ 弛豫铁电基质中。

文章要点

1）超介电结构不仅可以有效提高击穿强度，而且由于增强的弛豫行为和显著降低的传导损耗，可以将工作温度扩大到 400 °C。

2）超介电薄膜电容器的储能密度可达到85 J/cm³，在 25 °C 至 400 °C 的温度范围内能量效率超过 81%。

这项工作展示了在高温电力系统中具有潜在应用的电容器的制造，并提供了通过超介电策略设计先进静电电容器的策略。

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Lu, R., Wang, J., Duan, T. et al. Metadielectrics for high-temperature energy storage capacitors. Nat Commun 15, 6596 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-50832-w

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50832-w