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用于设计高储能性能聚合物纳米复合材料的相场模拟物理信息神经网络
Physics-informed neural networks for phase-field simulation in designing high energy storage performance polymer nanocomposites
Qiao Li · Tan Zeng · Hongxiao Yang · Jun Ma 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126
本文提出一种基于物理信息神经网络（PINNs）的相场模拟方法，用于高效设计高能量存储性能的聚合物纳米复合材料。该方法融合深度学习与相场模型，通过嵌入控制方程和物理约束，显著提升计算效率并准确预测纳米复合材料中电畴演化与界面效应。结合实验验证，所提模型可优化填料分布与微观结构，实现高储能密度与低损耗。研究为多功能介电材料的设计提供了新范式。
解读: 该物理信息神经网络相场模拟技术对阳光电源储能系统的介电材料设计具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，高能量密度电容器是直流母线支撑和滤波的关键器件，该技术可优化聚合物薄膜电容的填料分布与微观结构，提升储能密度并降低介电损耗，直接改善功率密度和系统效率。结合SiC...
用于高储能密度的CS-ZnO和CS-TZO纳米复合薄膜介电与铁电特性的增强研究
Enhanced dielectric and ferroelectric characteristics of CS-ZnO and CS-TZO nanocomposite thin films for high energy storage density
Daljeet Kaur · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年6月 · Vol.36.0
聚合物纳米复合材料被认为是用于储能器件的潜在候选材料。本研究旨在提升壳聚糖-ZnO（CS-ZnO）薄膜以及壳聚糖-TiO2包覆ZnO（CS-TZO）纳米复合薄膜的压电响应性能。成功合成了掺杂ZnO和TZO的壳聚糖聚合物纳米复合薄膜，并对其结构、介电性能、铁电性能及压电响应进行了系统研究。本研究涵盖了将ZnO和TZO纳米颗粒（NPs）作为壳聚糖纳米填料复合所带来的影响。通过实验方法，制备了原始态及表面修饰的壳聚糖薄膜。利用X射线衍射分析进行了结构表征，采用场发射扫描电子显微镜对壳聚糖薄膜的表面形貌...
解读: 该聚合物纳米复合材料薄膜技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。CS-TZO复合膜展现的高介电常数和能量存储密度(59.9 μJ/cm³)可启发ST系列PCS中电容器介质材料优化,提升PowerTitan储能系统的功率密度和循环寿命。其界面极化机制可应用于母线电容、滤波电容等关键器件,助力储能变流器...
通过将MgO-SiC纳米材料与有机聚合物复合以增强其形貌、结构、光学和介电特性用于高性能储能器件
Boosting the morphological, structural, optical, and dielectric characteristics of MgO-SiC nanomaterials merged with organic polymer for high-performance energy storage devices
Majeed Ali Habeeb · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年2月 · Vol.36.0
本研究的目的是通过将氧化镁（MgO）/碳化硅（SiC）纳米材料（NMs）与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）复合，制备聚合物纳米复合材料（PNCs），以应用于多种电学和光学纳米器件。采用浇铸法制备了PMMA/MgO-SiC PNCs薄膜。利用光学显微镜（OM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对PMMA/MgO-SiC聚合物纳米复合材料（PNCs）的结构特性进行了研究。此外，还考察了PMMA/MgO-SiC PNCs的光学性能。光学显微镜（OM）结果显示，MgO-SiC纳米材料（NMs）在PMMA聚合物...
解读: 该MgO-SiC/PMMA纳米复合材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。材料展现的可调带隙(2.95-4.63eV)、增强介电特性及压力传感能力,可应用于ST系列PCS的电容器介质优化和PowerTitan储能系统的压力监测传感器开发。其优异的介电常数频率特性与SiC功率器件的高频开关特性匹配...