據(jù)外媒報道，當涉及到增加電存儲效率和電擊穿強度（即電氣系統(tǒng)在更高電壓和更高溫度下運行的能力）時，傳統(tǒng)上講，其中一個的增加會導致另一個的降低。為此，美國賓夕法尼亞州立大學（Penn State）的研究人員在電氣工程教授Qiming Zhang的帶領下，研發(fā)了一種可擴展的方法，可以依靠工程材料同時改善這兩種性能。

研究人員改變了一種用于存儲和調(diào)節(jié)能量、且通常用于電子和電力系統(tǒng)的設備——介電電容器。采用一種小型工程材料（也稱為超材料），研究人員改變了介電電容器以增加其存儲容量，同時也提高了電荷效率，意味著該電容器可以承受更高的電壓，在148.88攝氏度（300華氏度）以上的工作條件下，幾乎不會造成能量損失。

雖然其他研究人員也已經(jīng)能夠在介電電容器上做到這一點，但是往往成本太高，難以推廣到實際產(chǎn)品上。

Zhang教授表示：“我們所做的是利用納米摻雜劑的界面效應，用極少量的摻雜劑就可提高存儲效率和電擊穿強度，從而降低成本。很多人都認為需要利用填補電容器的填料來實現(xiàn)更高的儲能效率，但是我們證明，只使用非常少量的填料以及低成本的材料，就可以實現(xiàn)最大的擊穿強度，從而能夠?qū)⒊杀颈３衷谳^低水平，也使其具備高度可擴展性。”

增加電容器的電擊穿強度將使該裝置能夠在系統(tǒng)不發(fā)生故障的情況下承受更高的溫度，這也是電動汽車、工業(yè)鉆頭以及電網(wǎng)等許多電子和電氣系統(tǒng)希望具備的一個重要特點。

Zhang表示：“現(xiàn)在，混合電動汽車采用的電容器由BOPP材料制成，在80攝氏度（176華氏度）的溫度下，也可以工作得很好。不過，汽車會變得非常熱，需要采用冷卻劑，增加了車輛的成本，也增加了重量。現(xiàn)在，采用此種尺寸更小的超材料用于新型電容器，以替換現(xiàn)有的電容器，就無需擔心冷卻問題，因為它可以應對更高的溫度。”

用于深度鉆探的設備也可從此種尺寸更小、價格更低、溫度閾值更高的電容器中受益。而電網(wǎng)也可從該項新技術中受益，特別是可以提升能源效率以及提高電擊穿強度。