近日，西安交通大学前沿科学技术研究院王栋教授团队在无铅反铁电储能材料领域取得重要突破。相关成果以《缺陷对-反极性区渗透实现AgNbO₃陶瓷材料超高储能密度与效率》为题，发表于国际知名期刊《自然·通讯》。该研究通过多尺度理论计算指导实验设计，成功制备出兼具超高储能密度（12.8 J/cm³）、高效率（90%）及优异热稳定性（-70至170℃宽温区内性能稳定）的AgNbO₃基陶瓷材料。研究团队创新提出“缺陷对-反极性区渗透相互作用”机制，通过协同掺杂Li和Ta构建强耦合缺陷对，诱导形成“倾转反铁电态”，显著降低电滞损耗、提升击穿电场强度，同时保持高极化幅值，实现储能密度与效率的协同优化。第一性原理计算与相场模拟揭示了缺陷对与反极区相互作用促进极化旋转的原子尺度机制，形成嵌入反铁电与铁电纳米区的复合结构，有效抑制长程有序相变并降低滞后效应。基于该机制设计的Ag₀.₉₅Li₀.₀₅Nb₀.₃₅Ta₀.₆₅O₃陶瓷击穿电场强度达760 kV/cm，储能密度和效率较未掺杂体系分别提升约64倍和10倍。该材料在极端温度范围内性能波动极小，展现出强大的环境适应性，适用于航空航天、电动汽车、脉冲功率系统等对温度变化敏感的高端应用场景，为下一代高性能绿色电容器开发提供了新思路。