近日，我校材料科学与工程学院刘运牙教授团队在国际权威学术期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials, IF=19.0,中科院一区TOP期刊)发表题为《电卡制冷驱动的自冷却介电材料：用于高功率电容器的储能与制冷一体化》“Electrocaloric Cooling-Driven Self-Cooling Dielectrics: Integrated Energy Storage and Refrigeration for High-Power Capacitors”的研究论文，并被选为卷首封面。我校博士研究生俎达为论文第一作者，刘运牙、青年教师曹文军为共同通讯作者。我校博士研究生张展鹏，山东良副教授共同参与了此项工作。我校为唯一完成单位和通讯单位。

能量存储是当今全球能源系统的核心组成部分，对安全、高效地实现清洁能源转型至关重要。在现有储能技术中，电容器虽因其超快充放电能力、高功率密度及优异循环稳定性，在脉冲功率系统和先进武器系统等高频高功率场景有着重要的应用前景，但是在面临高温、高场强等极端服役条件时，聚合物电容器介质在高频极化/去极化过程中易产生显著的焦耳热与介电损耗，引发热量持续积累，进而导致器件结构稳定性下降，性能衰退乃至触发热-电耦合失效。

基于此，团队利用电介质电热耦合电卡制冷效应，通过优化聚合物与纳米陶瓷颗粒的界面效应，协同提升极化行为和极化熵变，实现了在高电场下储能性能与电热耦合制冷性能的同步提升。以P(VDF-TrFE-CFE)为基体，Ba0.6Sr0.4TiO3（BST）纳米颗粒为填料的复合材料，在适当配比下表现出优异的储能和制冷性能：在110 MV/m电场下，可恢复能量密度达4.26 J/cm3，较纯聚合物提升了20.34%，而效率保持在70.17%；同时在100 MV/m场强下，复合材料表现出显著的电热耦合制冷性能，有助于抑制电容器工作时温升，从而提升其运行稳定性。该研究从多场耦合的角度出发，通过界面工程达到电热耦合与储能性能的协同优化，实现了“高储能且自冷却”的一体化功能，为极端工况下储能器件的设计提供新的思路与技术路线。

智能材料与器件多场耦合团队长期从事智能材料、多场耦合实验方法和科研仪器设备研制，在多场耦合微观机理和性能提升方面开展了大量工作，自主研制了相关科研设备，研制出一系列多场耦合实验新方法。

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