中国早报评论员胡立成

近日，一则振奋人心的消息从科研前沿传来：南京航空航天大学李伟伟教授与清华大学南策文院士等共同研制出新型介电储能材料，其能量密度是主流商用介电储能材料的数十至数百倍，相关成果于4月11日发表于国际顶级学术期刊《科学》。这一突破，为高密度介电储能领域打开了全新局面，对我国乃至全球的能源科技发展意义深远。

(图片源于网络）

     介电储能电容器广泛应用于现代生活的方方面面，从心脏除颤仪对生命的守护，到新能源汽车、风力发电站等支撑社会运转的大型设施，它作为“功率倍增器”，扮演着不可或缺的角色。然而，传统材料的电化学性质限制了主流商用电容器的发展，功率密度与能量密度难以兼得，能量密度低、易被击穿等问题，一直是高悬在介电储能领域发展之路上的难题。为突破这一瓶颈，科研团队历经三年多艰苦探索，创新性地设计出树枝状纳米复合结构。基于此结构研制的新型介电储能材料样品，展现出令人惊叹的性能：边长5毫米的样品上，分布着直径仅30微米的储能单元，瞬时放电只需3.3微秒，充放电循环可达100亿次，且在零下100摄氏度至零上170摄氏度的极端环境中仍能稳定工作。最为关键的是，其能量密度高达每立方厘米215.8焦耳，远超主流商用电容器每立方厘米1.2焦耳至5焦耳的水平。
     从学术价值看，该成果为介电储能领域提供了全新的设计理念与研究思路。过去，极化强度与击穿场强之间的“内禀倒置关系”严重制约介电材料储能密度提升，而“树枝状纳米极性（DNP）结构”的提出，打破了这一困境，实现了击穿场强和极化强度的协同优化，为后续科研工作奠定了坚实基础，有望引发一系列相关理论与技术的创新研究。从产业应用角度，此突破将对多个领域产生变革性影响。在可再生能源领域，风力、太阳能发电受自然条件制约，电力供应不稳定，新型介电储能材料可快速存储和释放能量，有效解决电能存储与调配问题，助力可再生能源高效利用，推动能源结构向绿色低碳转型；电动汽车行业中，目前电池技术的能量密度和充电速度限制着车辆续航与使用便捷性，该材料若应用其中，有望大幅提升电动汽车性能，加快行业发展步伐；高功率系统方面，如电磁炮、激光武器等军事装备，以及工业用大型脉冲电源，对能量的瞬间释放要求极高，新型材料能满足这些需求，提升相关装备与系统的性能和效率。
      展望未来，研究团队计划研制尺寸更大的硅基电容器，向着产业化目标稳步迈进。这需要产学研多方紧密合作，企业加大资金投入，建设规模化生产线；高校和科研机构持续优化技术，解决产业化过程中的技术难题；政府也应出台相关政策，在税收、补贴等方面给予支持，营造良好产业发展环境。此次我国科学家在高密度介电储能领域取得的突破，是我国科研实力的有力彰显。期待这一成果早日实现产业化，为我国在全球能源科技竞争中抢占先机，也为解决全球能源问题贡献中国智慧与力量，让科技创新的光芒照亮人类可持续发展之路。
                                   值班总编：贺文生