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填補場效應儲能芯片領域的空白 儲能芯片研究新進展
2022年06月06日 13:55:47
來源：化工儀器網 點擊量：4589
近日，研究團隊通過設計構筑場效應儲能芯片，實現電化學工況下材料費米面梯度的原位調控和性能提升。研究發現，通過在儲能材料中原位構筑梯度費米面結構，拓寬材料的嵌入能級。施加場效應后，離子遷移速率提高10倍，材料容量提高3倍以上。
【化工儀器網 項目成果】所謂的儲能，就是指將能量儲存起來，再在未來以某種特定能量形式釋放出來的一個過程。按照能量儲存形式的不同，廣義的儲能包括電儲能、熱儲能和氫儲能三類。目前最常見，應用最廣泛的是電儲能，而電儲能又能細分為電化學儲能和機械儲能。
儲能芯片是支撐車聯網、智慧農業、醫療無線監測等技術發展的核心器件。然而儲能芯片能量密度低，材料費米面結構與電化學反應規律缺乏研究，難以對其性能進行調制和優化。
武漢理工大學麥立強教授團隊長期致力于納米儲能材料與器件研究，創建了原位表征材料電化學過程的普適新模型，率先實現高性能納米線電池及關鍵材料的規模化制備和應用。
近日，研究團隊通過設計構筑場效應儲能芯片，實現電化學工況下材料費米面梯度的原位調控和性能提升。研究發現，通過在儲能材料中原位構筑梯度費米面結構，拓寬材料的嵌入能級。施加場效應后，離子遷移速率提高10倍，材料容量提高3倍以上。
該項研究構筑了第一個單根納米線電化學儲能器件，實現單納米基元電化學儲能器件從0到1的突破，進而研制出多點接觸型等10套單納米基元微納電化學器件。這一研究成果解決了費米面梯度對電化學反應影響機制不明確的科學難題，實現了納米線容量與反應電勢的協同提升，填補場效應儲能芯片領域的空白，為儲能芯片在物聯網等領域的應用奠定科學基礎。
(資料來源：科技日報)
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