Ηλεκτροχημική μικροσκοπία ατομικής δύναμης διεπαφών μπαταριών – Physics World

Η επιτυχής ανάπτυξη υλικών για προηγμένες μπαταρίες απαιτεί μια εις βάθος κατανόηση της συσχέτισης μεταξύ της ηλεκτροχημικής τους απόδοσης και της δομικής και μηχανικής εξέλιξης σε κλίμακες πολλαπλών μήκους. Πρέπει επίσης να ποσοτικοποιηθεί η κινητική αντίδρασης των διεπιφανειακών διεργασιών τους. Επί τόπου και η ηλεκτροχημική μικροσκοπία ατομικής δύναμης operando (EC-AFM) είναι ένα ισχυρό εργαλείο που μπορεί ταυτόχρονα να αποκαλύψει αυτές τις σχέσεις με ανάλυση νανοκλίμακας [1].

Χρησιμοποιώντας το EC-AFM για τη μελέτη της διεπαφής ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη των υλικών ανόδου σε μπαταρίες ιόντων λιθίου [2], ιόντων ψευδαργύρου [3-5] και ιόντων νατρίου [6], έχουν αποκαλυφθεί μοναδικές αλλαγές στη μορφολογική και νανο-μηχανική τους συμπεριφορά καθώς κυκλώνουν, αναπτύσσονται και υποβαθμίζονται. Μαζί, συζητώντας μια ποικιλία μελετών, αποδεικνύεται η ευελιξία του EC-AFM για τον χαρακτηρισμό των μπαταριών, ιδιαίτερα η ικανότητά του να αποκαλύπτει φαινόμενα που άλλα εργαλεία που χρησιμοποιούνται συνήθως δεν αντιμετωπίζουν. Αυτό υπογραμμίζει τον σημαντικό ρόλο που μπορεί να παίξει το EC-AFM στη διευκόλυνση της προόδου της μελλοντικής έρευνας για τις μπαταρίες.

Μια διαδραστική συνεδρία Q&A ακολουθεί την παρουσίαση.

[1] Ζ Ζανγκ et αϊ. Adv. Ενεργειακό υλικό., 11 2101518 (2021)
[2] Ζ Ζανγκ et αϊ. ACS Appl. Μητήρ. Διεπαφές, 12, 31, 35132–35141 (2020)
[3] X Guo et αϊ. ACS Energy Lett., 6, 2, 395–403 (2021)
[4] Μ Λιου et αϊ. Nano Lett., 23, 2, 541–549 (2023)
[5] Ζ Ζανγκ et αϊ. J. Mater. Chem. ΕΝΑ, 9, 15355-15362 (2021)
[6] S είπε et αϊ. ACS Nano, 17, 7, 6220–6233 (2023)

Thomas S Miller είναι αναπληρωτής καθηγητής ηλεκτροχημείας και επιστήμης υλικών και λέκτορας χημικής μηχανικής στο University College London (UCL). Ειδικός στις ηλεκτροχημικές τεχνολογίες, εργάζεται στο Εργαστήριο Ηλεκτροχημικής Καινοτομίας (EIL) του UCL. Η κύρια ερευνητική του εστίαση είναι η ανάπτυξη τεχνολογιών αποθήκευσης και μετατροπής ηλεκτροχημικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων μπαταριών, υπερπυκνωτών, κυψελών καυσίμου και ηλεκτρολύτη. Η Thomas έχει αναπτύξει νανοϋλικά για κατάλυση και ανίχνευση, εφαρμόζει ηλεκτροχημικές τεχνικές, συμπεριλαμβανομένης της νέας ηλεκτροχημικής μικροσκοπίας με ανιχνευτή σάρωσης, σε θεμελιώδη και εφαρμοσμένα έργα στους βασικούς τομείς της αποθήκευσης και μετατροπής ηλεκτροχημικής ενέργειας. Έχει επίσης συνεισφέρει σημαντικά στον τομέα της επιστήμης των υλικών αναπτύσσοντας νέες και σημαντικές μεθόδους επεξεργασίας νανοϋλικών και μεταφέροντας νέα υλικά σε συσκευές που σχετίζονται με τη βιομηχανία. Έλαβε το MChem (2009) και το διδακτορικό του (2014) από το Πανεπιστήμιο του Warwick. Στο παρελθόν κατείχε υποτροφία EPSRC (Engineering and Physical Sciences Research Council) και ασχολείται με το LiSTAR, το έργο μπαταριών θείου λιθίου του ιδρύματος Faraday.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/electrochemical-atomic-force-microscopy-of-battery-interfaces/