三维纳米多孔绝缘介质

击穿场强提升744%

利用纳米限域效应大幅提升气体击穿场强，兼顾低介电常数与环境友好，为气体绝缘传输线提供新型复合绝缘形式。

Sima, Wenxia · Xiaoxiao, Chen · Sun, Potao · Tao, Yuan · Ming, Yang · Chen, Yongqing · 庞文龙 · Zhaoping, Li

Chemical Engineering Journal 2024

具体参数

CO₂复合击穿场强提升

{'zh': '744.44', 'en': '744.44'} %

N₂复合击穿场强提升

{'zh': '520.74', 'en': '520.74'} %

SF₆复合击穿场强提升

{'zh': '310.95', 'en': '310.95'} %

相对介电常数

{'zh': '2', 'en': '2'}

技术优势

击穿场强成倍提升

纳米孔道在横向尺度上限制电子倍增与输运，使CO₂、N₂、SF₆的击穿场强分别提升744%、521%、311%，无需更高气压或更强温室气体即可达到同等绝缘水平。

介电常数低于2

该材料的相对介电常数低于2，显著低于大多数现有绝缘材料，可降低绝缘结构中的电场畸变与介质损耗，提高整体绝缘可靠性。

可复合CO₂实现碳封存

纳米多孔材料可与大气CO₂复合，颠覆传统GIL的气固复合绝缘形式，在提供绝缘的同时封存温室气体，为电力设备赋予碳汇功能。

应用场景

• 气体绝缘设备：将S/PBID与CO₂等气体复合，直接替换现有GIL中的绝缘介质，提升耐压水平并减少SF₆使用。
• 电力传输：用于长距离大容量输电的GIL，在有限空间内提供更高耐压，支持可再生能源电力外送。
• 碳捕集与封存：将CO₂作为绝缘复合组分封存于多孔介质中，使输电设备同时具备碳封存功能，直接消纳大气CO₂。
• 绝缘材料：作为一种低介电常数、高击穿场强的纳米多孔材料，替代传统有机/无机绝缘体，用于构建高性能气固复合绝缘。