热激活的动态粘合网络,用于提高PEI基介电材料的高温储能性能
Jialong Li1, Xiaoxu Liu1, Bingshun Huang1
1School of Material Science and Engineering, Shaanxi Key Laboratory of Green Preparation and Functionalization for Inorganic Materials, Shaanxi University of Science and Technology, 710021, Xi'an, China. xiaoxuliu@sust.edu.cn.
Materials horizons
|June 21, 2023
概括
研究人员开发了一种新的聚合物复合物,具有动态结合网络,用于高温储能. 这种自我适应的介电材料在极端环境中表现出增强的分解强度和能量密度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 介电材料 介电材料
背景情况:
- 基于聚合物的复合材料面临着高温分解强度和极化挑战.
- 现有材料在热应力下经常表现出相互排斥的性能限制.
研究的目的:
- 为改进高温介电性质而设计具有动态多位点结合网络的聚合物复合材料.
- 在极端热环境中克服传统聚合物介电物的局限性.
主要方法:
- 使用聚乙胺 (PEI) 和金属有机框架 (MOFs) 通过 Zn-N 协调构建了一个动态的多站点结合网络.
- 通过结合网络的热激活来研究高温分解强度和极化.
- 通过在现场的X射线吸收细结构 (XAFS) 和理论计算确认了网络可逆性.
主要成果:
- 在150°C时达到588.1 MV m-1的高分解强度,比PEI增加了85.2%.
- 由于可逆Zn-N键拉伸,证明了热激活的极化生成.
- 在高温下观察到更高的能量储存密度和出色的循环稳定性.
结论:
- 动态的多站点结合网络为极端环境提供了自我适应的介电性质.
- 这种方法为设计可回收聚合物基电容介电材料提供了潜在的途径.
- 这项研究开创了用于高温应用的自适应聚合物介电.
