據外媒報道，當涉及到增加電存儲效率和電擊穿強度（即電氣系統在更高電壓和更高溫度下運行的能力）時，傳統上講，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節能量、且通常用于電子和電力系統的設備——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，就可以實現最大的擊穿強度，從而能夠將成本保持在較低水平，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不發生故障的情況下承受更高的溫度，這也是電動汽車、工業鉆頭以及電網等許多電子和電氣系統希望具備的一個重要特點。

Zhang表示：“現在，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。現在，采用此種尺寸更小的超材料用于新型電容器，以替換現有的電容器，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。