起搏器、除颤器、雷达技术和电动汽车都需要一种叫做电容器的电子元件，这种元件可以在几微秒内储存和释放大量能量。特温特大学的研究人员最近发现了一种方法来增加这些电容器的存储、效率和耐用性。
研究结果发表在《先进材料》杂志上。
心脏起搏器是一种医疗设备，可以确保人们的心脏正常跳动。如果心律失常，起搏器就会释放一股电流，使心脏恢复心律。起搏器考虑到人的努力，并在需要时提供更快的脉冲。比如，当你在锻炼的时候。对于这些电脉冲，起搏器需要一个电容器来快速充放电。这提供了足够高的电荷来重置心脏。
研究人员Minh Duc Nguyen和他的同事们为这些电容器设计了一种新的设计策略，以提高它们的能量存储能力，减少每次充电或放电时的能量损失，并增加它们可靠充电和放电的次数。“它需要跟上你的心跳，所以它应该能够充电和放电多达数十亿次。否则，你将不得不每隔几个月更换一次心脏起搏器。”
Nguyen和他的团队正在研究一种使用多个不同材料薄层的电容器。通过添加层，他们能够将效率提高到90%以上。这意味着它损失了不到10%用于充电的电荷。这比通常的设计少了两倍的能量损失。它在25°C - 200°C的宽温度范围内工作，可充放电高达100亿次。足以在300多年里每秒做一次。
研究人员推导出了他们所使用的材料组合的设计优化规则。“这些规则也有望用于优化其他多层系统，因此与进一步提高电容器的能量存储密度非常相关，”他们在出版物中写道。这为更好的电容器铺平了道路。
- minh D. Nguyen et al .，迈向多层铁电储能电容器的设计规则-基于无铅和弛豫铁电/准电多层器件的研究，Advanced Materials(2024)。DOI: 10.1002 / adma.202402070期刊信息:特文特大学提供的先进材料引文:研究人员增加电容器的存储，效率和耐用性(2024,4月25日)检索自2024年4月25日https://techxplore.com/news/2024-04-storage-efficiency-durability-capacitors.html。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
