随着可再生能源、电动汽车和便携式电子设备的快速发展，高效、快速充放电的储能器件成为关键技术瓶颈之一。介电电容器因其超快响应速度(微秒级)和长循环寿命，成为高功率密度储能系统的理想选择。然而，目前高性能电容器仍严重依赖含铅材料(如PLZT)，其毒性强、环境污染大、供应链受限，严重制约了可持续发展。
近年来，无铅钙钛矿材料(如钠铌酸盐NaNBO3)被视为理想替代品，但以往研究多依赖复杂掺杂与贵金属添加，成本高、工艺复杂，且性能仍难以与铅基材料媲美。如何在保持高性能的同时实现绿色、低成本制备，成为该领域亟待攻克的核心难题。
近日，西安交通大学与香港理工大学、北京理工大学等多机构联合团队在材料学顶级期刊《先进材料》(Advanced Materials)上发表题为《多极序工程实现无铅储能钙钛矿近乎理想效率》(Multi-Polar Order Engineering Enables Near-Ideal Efficiency in Lead-Free Energy Storage Perovskite)的研究论文。该研究通过多极序工程策略，成功设计出一种新型无铅钙钛矿材料NN-xBCS，在效率(η ≈ 95%)和能量密度(12 J cm-3)上刷新纪录，超越了商用含铅材料PLZT，且具备优异的温度稳定性和超快放电响应(<32 ns)。
该研究不仅实现了性能突破，更首次在储能介电材料中揭示了亚埃尺度电子极化的关键作用，通过同步辐射X射线吸收谱与原子分辨电镜，直观呈现了电子云形变如何调控离子性与键合状态，为今后介电材料设计提供了全新的微观机制视角。
