Microscopia elettrochimica a forza atomica delle interfacce della batteria - Physics World

Il successo dell’impiego di materiali per batterie avanzate richiede una comprensione approfondita della correlazione tra le loro prestazioni elettrochimiche e l’evoluzione strutturale e meccanica su più scale di lunghezza. Anche la cinetica di reazione dei loro processi interfacciali deve essere quantificata. Sul posto e operando la microscopia elettrochimica a forza atomica (EC-AFM) è un potente strumento in grado di rivelare simultaneamente queste relazioni con risoluzione su scala nanometrica [1].

Utilizzando l'EC-AFM per studiare l'interfaccia elettrodo-elettrolita dei materiali anodici nelle batterie agli ioni di litio [2], agli ioni di zinco [3–5] e agli ioni di sodio [6], sono stati rivelati cambiamenti unici nel loro comportamento morfologico e nano-meccanico mentre circolano, si sviluppano e si degradano. Insieme, discutendo una serie di studi, viene dimostrata la versatilità dell’EC-AFM per la caratterizzazione delle batterie, in particolare la sua capacità di rivelare fenomeni che altri strumenti comunemente utilizzati sono ciechi. Ciò evidenzia l’importante ruolo che l’EC-AFM può svolgere nel facilitare il progresso della futura ricerca sulle batterie.

Una sessione interattiva di domande e risposte segue la presentazione.

[1] Z Zhang et al. Avv. Energia Madre., 11 2101518 (2021)
[2] Z Zhang et al. sindrome coronarica acuta Appl. Madre. Interfacce, 12, 31, 35132–35141 (2020)
[3] X Guo et al. ACS Energia 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. Chimica. UN, 9, 15355 15362-(2021)
[6] S detto et al. ACS Nano, 17, 7, 6220–6233 (2023)

Thomas S. Miller è professore associato di elettrochimica e scienza dei materiali e docente di ingegneria chimica presso l'University College di Londra (UCL). Esperto di tecnologie elettrochimiche, lavora nell'Electrochemical Innovation Lab (EIL) dell'UCL. Il suo focus di ricerca principale è lo sviluppo di tecnologie di stoccaggio e conversione dell'energia elettrochimica, tra cui batterie, supercondensatori, celle a combustibile ed elettrolizzatori. Thomas ha sviluppato nanomateriali per la catalisi e il rilevamento, tecniche elettrochimiche applicate, inclusa la nuova microscopia elettrochimica con sonda a scansione, attraverso progetti fondamentali e applicati nelle aree chiave dello stoccaggio e della conversione dell'energia elettrochimica. Ha inoltre apportato contributi significativi nel campo della scienza dei materiali, sviluppando nuovi e importanti metodi di lavorazione dei nanomateriali e inserendo nuovi materiali in dispositivi rilevanti per l'industria. Ha conseguito il MChem (2009) e il dottorato di ricerca (2014) presso l'Università di Warwick. In precedenza ha ricoperto una borsa di studio EPSRC (Engineering and Physical Sciences Research Council) ed è coinvolto nel progetto LiSTAR, il progetto sulle batterie al litio-zolfo del Faraday Institution.

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