Малък кондензатор, много енергия: екип от „Цинхуа“ подобри безоловни керамични елементи

Многослойните керамични кондензатори (MLCC) са сред най-разпространените компоненти в електронните устройства. Безоловните варианти обаче достигат границите си при високи температури и силни електрически полета: токовете на утечка растат, а пробивната якост е ограничена. Учени от университета „Цинхуа“ и Пекинския университет по пощи и телекомуникации публикуваха на 25 октомври в „Nature Communications“ решение на проблема.

Материалът им е на основата на бариев титанат и се оптимизира едновременно на няколко нива: в кристалната решетка се вграждат множество елементи – изследователите говорят за „висока ентропия“. Зърната стават по-фини и получават тънка обвивка от силициев диоксид, а допълнителен бариерен слой разделя електродите от керамиката.

Резултатът е енергийна плътност от 19,8 джаула на кубичен сантиметър при ефективност 89,3% и напрегнатост на полето 1421 киловолта на сантиметър. Авторите съобщават и за много добри показатели за съхранение на енергия при високи температури и виждат в подхода общ път към по-мощни кондензатори за съхранение на енергия.