ZC
Zhenxiang Cheng
Author with expertise in Lead-free Piezoelectric Materials
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
5
(40% Open Access)
Cited by:
1,750
h-index:
23
/
i10-index:
36
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Perovskite lead-free dielectrics for energy storage applications

Letao Yang et al.Dec 23, 2018
The projected increase in world energy consumption within the next 50 years, coupled with low emission requirements, has inspired an enormous effort towards the development of efficient, clean, and renewable energy sources. Efficient electrical energy storage solutions are keys to effective implementation of the electricity generated from these renewable sources. In step with the development of energy storage technology and the power electronics industry, dielectric materials with high energy density are in high demand. The dielectrics with a medium dielectric constant, high breakdown strength, and low polarization hysteresis are the most promising candidates for high-power energy storage applications. Inspiring energy densities have been achieved in current dielectrics, but challenges exist for practical applications, where the underlying mechanisms need to be understood for further enhancing their properties to meet future energy requirements. In this review, we summarize the principles of dielectric energy-storage applications, and recent developments on different types of dielectrics, namely linear dielectrics, paraelectrics, ferroelectrics, and antiferroelectrics, are surveyed, focusing on perovskite lead-free dielectrics. The new achievements of polymer-ceramic composites in energy-storage applications are also reviewed. The pros and cons of each type of dielectric, the existing challenges, and future perspectives are presented and discussed with respect to specific applications.
0

Fatigue‐Free and Bending‐Endurable Flexible Mn‐Doped Na0.5Bi0.5TiO3‐BaTiO3‐BiFeO3 Film Capacitor with an Ultrahigh Energy Storage Performance

Changhong Yang et al.Mar 12, 2019
Abstract As the rapid development of intelligent systems moves toward flexible electronics, capacitors with extraordinary flexibility and an outstanding energy storage performance will open up broad prospects for powering portable/wearable electronics and pulsed power applications. This work presents a simple one‐step process to fabricate a flexible Mn‐doped 0.97(0.93Na 0.5 Bi 0.5 TiO 3 ‐0.07BaTiO 3 )‐0.03BiFeO 3 (Mn:NBT‐BT‐BFO) inorganic thin film capacitor with the assistance of a 2D fluorophlogopite mica substrate. The film element, which has a high breakdown strength, great relaxor dispersion, and the coexistence of ferroelectric and antiferroelectric phases, has a high recoverable energy storage density ( W rec ≈81.9 J cm −3 ), high efficiency (η ≈64.4%), superior frequency stability (500 Hz–20 kHz), excellent antifatigue property (1 × 10 9 cycles), and a broad operating temperature window (25–200 °C). The all‐inorganic Mn:NBT‐BT‐BFO/Pt/mica capacitor has a prominent mechanical‐bending resistance without obvious deterioration in its corresponding energy storage capability when it is subjected to a bending radius of 2 mm or repeated bending for 10 3 cycles. This work is the first demonstration of an all‐inorganic flexible film capacitor and sheds light on dielectric energy storage devices for portable/wearable applications.
0

Unlocking Quantum Catalysis in Topological Trivial Materials: A Case Study of Janus Monolayer MoSMg

Ying Yang et al.Jul 22, 2024
The emerging field of topological catalysis has received significant attention due to its potential for high‐performance catalytic activity in the hydrogen‐evolution reaction (HER). While topological materials often possess fragile surface states, trivial topological materials not only offer a larger pool of candidates but also demonstrate robust surface states. As a result, the search for topological catalysts has expanded to include trivial schemes. In this study, a novel 2D Janus monolayer, MoSMg, which demonstrates exceptional obstructed atomic insulating behavior, is presented. Crucially, this trivial metallic topological state exhibits clean obstructed surface states, leading to a significant enhancement in catalytic performance for the HER in electrochemical processes, particularly under high hydrogen coverage. Moreover, the edge sites of this MoSMg monolayer exhibit even more superior catalytic activity, characterized by near‐zero Gibbs free energies. In these findings, the way is paved for exploring new avenues in the design of quantum electrocatalysts, especially within the realm of trivial topological materials.