启航网讯  近日，我校动力与能源学院（航空发动机学院）科研团队在高效脉冲储能技术领域取得重要突破，由谢兵牵头，联合北京科技大学、香港城市大学、澳大利亚伍伦贡大学等国内外研究人员成功构建了“超弛豫临界态”，研制出兼具超高能量密度与高效率的新型无铅储能陶瓷，综合性能达到国际领先水平。相关成果发表于国际顶级学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。

在航空航天、新能源汽车等前沿领域，高功率、快速响应的脉冲储能系统是关键核心技术。无论是电动垂直起降飞行器的瞬时大功率需求，还是电动汽车的快充与能量回收，都亟需能在瞬间高效储放能量的介质材料。然而，传统储能陶瓷长期面临“高储能”与“高效率”难以兼顾的根本矛盾，大部分能量在反复充放电中转化为热能损耗，成为制约系统性能提升的瓶颈。

针对这一难题，谢兵团队提出“主动构建超弛豫临界态”的原创策略，旨在储能陶瓷内部构造一种介于高动态响应与高极化强度之间的理想状态。团队通过在Sr₀.₅Bi₀.₂₅Na₀.₂₅TiO₃基体中精准引入BaHfO₃，结合相场模拟与理论计算指导，成功诱导储能陶瓷形成独特的纳米结构：大量尺寸仅3-5纳米、极化强但相互关联微弱的“极性纳米岛”均匀分布。这种结构犹如为电荷搭建了一条“高速通道”，使其既能大量储存，又能几乎无损耗地快速释放。实验结果显示，该陶瓷在680 kV/mm强电场下，实现了16.2 J/cm³的可恢复能量密度和92%的储能效率。研制的储能陶瓷同时具备优异的稳定性，在宽温度、宽频率范围内以及上亿次循环充放电后，性能衰减极小。

该研究为下一代高功率脉冲储能系统提供了关键材料解决方案，有望应用于电动航空动力、新能源汽车电驱系统等高端装备领域，推动我国在高端储能元器件领域的自主发展。团队将继续深化与产业界的合作，加速推动该项技术从实验室走向工程应用。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-68299-2

 （图文一审:胡晓安   图文二审：丁相玉   图文三审：钟光华）