Elektrochemische Rasterkraftmikroskopie von Batterieschnittstellen – Physics World

Der erfolgreiche Einsatz von Materialien für fortschrittliche Batterien erfordert ein tiefgreifendes Verständnis der Korrelation zwischen ihrer elektrochemischen Leistung und der strukturellen und mechanischen Entwicklung über mehrere Längenskalen hinweg. Auch die Reaktionskinetik ihrer Grenzflächenprozesse muss quantifiziert werden. Vor Ort und operando elektrochemische Rasterkraftmikroskopie (EC-AFM) ist ein leistungsstarkes Werkzeug, das diese Zusammenhänge gleichzeitig mit nanoskaliger Auflösung aufdecken kann [1].

Durch die Verwendung von EC-AFM zur Untersuchung der Elektroden-Elektrolyt-Grenzfläche von Anodenmaterialien in Lithiumionen- [2], Zinkionen- [3–5] und Natriumionenbatterien [6] wurden einzigartige Veränderungen in ihrem morphologischen und nanomechanischen Verhalten aufgedeckt während sie radeln, sich entwickeln und abbauen. Durch die Diskussion verschiedener Studien wird die Vielseitigkeit von EC-AFM zur Charakterisierung von Batterien demonstriert, insbesondere seine Fähigkeit, Phänomene aufzudecken, für die andere häufig verwendete Werkzeuge blind sind. Dies unterstreicht die wichtige Rolle, die EC-AFM bei der Förderung des Fortschritts der zukünftigen Batterieforschung spielen kann.

An die Präsentation schließt sich eine interaktive Q&A-Runde an.

[1] Z Zhang et al. Erw. Energie Mater., 11 2101518 (2021)
[2] Z Zhang et al. ACS Appl. Mater. Schnittstellen, 12, 31, 35132–35141 (2020)
[3] X Guo et al. ACS Energy Lett., 6, 2, 395–403 (2021)
[4] M Liu et al. Nano Lett., 23, 2, 541–549 (2023)
[5] Z Zhang et al. J. Mater. Chem. A, 9, 15355 15362-(2021)
[6] S sagte et al. ACS Nano, 17, 7, 6220–6233 (2023)

Thomas S. Miller ist außerordentlicher Professor für Elektrochemie und Materialwissenschaften und Dozent für Chemieingenieurwesen am University College London (UCL). Als Experte für elektrochemische Technologien arbeitet er im Electrochemical Innovation Lab (EIL) der UCL. Sein Forschungsschwerpunkt liegt in der Entwicklung elektrochemischer Energiespeicher- und -umwandlungstechnologien, darunter Batterien, Superkondensatoren, Brennstoffzellen und Elektrolyseure. Thomas hat in grundlegenden und angewandten Projekten in den Schlüsselbereichen der elektrochemischen Energiespeicherung und -umwandlung Nanomaterialien für die Katalyse und Sensorik sowie angewandte elektrochemische Techniken, einschließlich neuartiger elektrochemischer Rastersondenmikroskopie, entwickelt. Er hat auch bedeutende Beiträge auf dem Gebiet der Materialwissenschaften geleistet, indem er neue und wichtige Methoden zur Verarbeitung von Nanomaterialien entwickelt und neuartige Materialien in industrierelevante Geräte überführt hat. Er erhielt seinen MChem (2009) und PhD (2014) von der University of Warwick. Zuvor hatte er ein EPSRC-Stipendium (Engineering and Physical Sciences Research Council) inne und ist an LiSTAR, dem Lithium-Schwefel-Batterieprojekt der Faraday Institution, beteiligt.

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• Quelle: https://physicsworld.com/a/electrochemical-atomic-force-microscopy-of-battery-interfaces/