中国科大在高储能电介质电容器研究中取得重要进展
基于此,研究人员制备出掺入少量带负电的2维Ca2Nb3O10填料的聚偏二氟乙烯(PVDF)基复合材料,在提高其介电常数的同时,获得了极高的击穿场强(~792MV/m)和储能密度(~36.2J/cm3),该柔性电容器的储能密度是目前已报道聚合物基复合材料中最高的,是目前最好的商用双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜电容器的18倍,甚至超过了...
电力电子转换器中的电磁能量传播
在电容器的情况下,大部分的能量通量被转化为电场能量。假设在时间上有一个周期性的功能,那么转换的能量通量可以写成如下:(6)。如果电场和磁场是由以下函数描述的:(7),(8)其中,和分别是最大电场强度和电流密度,和是最大振幅为1的周期函数,则其中,电荷引起的最大瞬时电磁能通量密度由以下公式给出(9)中,右侧...
超级电容器,我叫你一声“电池”,你敢答应吗!
但由于电介质的极性会产生反电场,会削弱电容器内部电场E,因此,需要正负极板积累更多的电荷,提升电场E,以实现ΔV=5V的目标——电解质产生反电场的能力越强,电容器能够储存的电荷越多,即能量越多。根据导体等势体的特性,电容器的正负极板仅能在电极表面储存电荷,自然储存的能量很少(一般小于10Wh/kg)。但从充...
伯克利实验室开发的新型微型电容器显示出创纪录的能量和功率密度
在早先的研究中,萨拉赫丁及其同事展示了利用负电容材料生产晶体管的方法,这种晶体管的工作电压大大低于传统的MOSFET晶体管。在这里,他们利用负电容生产出了能够存储更多电荷的电容器,因此也存储了更多能量。这些薄膜由HfO2和ZrO2混合制成,采用工业芯片制造的标准材料和技术进行原子层沉积。根据这两种成分的比例,薄膜可...
告别晶体管迎来忆容器 AI芯片可用电场而非电流执行计算
电场方法最大限度地减少了电子在芯片中的运动,减少了能源使用和热量。塞姆龙旨在利用电场的降温特性,在单个芯片上放置数百层电容器,从而大大提高计算能力。在《自然·电子学》杂志最近发表的一项研究中,塞姆龙芯片展示出显著的能效提升,其实现了超过3500TOPS/W(每瓦每秒万亿次运算)的卓越能效,超越现有技术35倍至300倍...
小材料,大能量:最新Science探秘弛豫铁电的未来!
弛豫铁电材料(RFE)是一类重要的介电材料,由于其高能量密度和优异的功率密度,广泛应用于能量存储和高功率电子系统中,因而成为研究热点(www.e993.com)2024年10月20日。然而,现有RFE的能量密度普遍低于200J/cm??,这限制了其在下一代能量存储设备中的应用潜力。当前,提升能量存储密度的主要挑战在于极化能力不足和击穿电场较低,导致其在实际应用中的...
AI热潮背后暗藏的能源危机,GaN和SiC打开电源进化突破口
英伟达DGXH100(GraceHopper)能在每万亿次浮点运算0.32kW的功率下运行,相较上一代(DGXA100)能够实现7倍的计算速度,但仅消耗其1.5倍的电力。近期宣布的英伟达Rubin的具体规格尚未公布,但其BlackwellDGXB200服务器系统将在GraceHopper的基础上进一步提升,实现72万亿次浮点运算,但每万亿次浮点运算的功耗仅为0.2kW...
...宾夕法尼亚州立大学章启明教授等EES:用于高温电容储能的低熵...
研究结果表明,该低熵非晶态介电聚合物在150℃下表现出5.5??J/cm??的放电能量密度和超过90%的充放电效率,性能优于现有的介电聚合物。此外,与其他方法相比,该薄膜加工工艺(即聚合物共混)更简单、直接且成本低,因此该方法为高性能和高质量聚合物薄膜的量产奠定了基础,并在高温薄膜电容器中展现出广泛的应用潜力...
充电速度比锂离子电池快一亿倍的电容器
Cheema表示,微型电容器每平方厘米可存储80毫焦耳的能量,仅比锂离子电池小一个数量级。但是,虽然微型电池在高端只能充电1,000次,但这些微型电容器可以充电数十亿次。Cheema说,它们的充电速度快了一亿倍。“这是一种智能工程方法,导致能量密度取得重大进步,”未参与这项工作的德雷克塞尔大学材料科学家尤里·...
下一代信息技术核心——硅光技术的进展与趋势
其次是功耗问题。在高频信号传输过程中,电子的运动会产生磁场,磁场进一步产生电场,从而导致电磁能量的损耗。这种能量损耗直接导致了功耗的增加,甚至在现代的人工智能计算中心,功耗已经成为最主要的运营成本之一。电子信号的传输还存在一种本质性的“拥堵”现象,类似于交通中的堵车。电子作为一种实体粒子,在电路中传输时...