میکروسکوپ جدیدی برای مطالعه باتری‌ها با کارایی بالا ساخته شد

به گزارش گروه دانش و فناوری به نقل از ایرنا، از تارنمای نانو ورک (nano werk)، باتری‌های لیتیوم یون زندگی روزمره را دگرگون کرده اند. تقریباً هر کسی تلفن هوشمند دارد، وسایل نقلیه برقی بیشتری را می‌توان در جاده‌ها مشاهده کرد که با باتری کار می‌کنند. از آنجا که دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل و وسایل نقلیه برقی به سرعت در حال گسترش هستند، تقاضا برای باتری‌هایی با چگالی انرژی بالاتر که ایمن و مقرون به صرفه هستند، همچنان در حال رشد است.

به تازگی یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه هیوستون با همکاری محققان آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام و آزمایشگاه تحقیقات ارتش آمریکا، میکروسکوپ تداخل بازتاب اپراندو (RIM) را طراحی کرد که درک بهتری از نحوه کار باتری ها ارائه می‌دهد و پیامدهای قابل توجهی برای نسل بعدی باتری‌ها دارد.

شیانان شان استادیار مهندسی برق و کامپیوتر در کالج مهندسی کالن هیوستون درمورد این دستاورد گفت: ما برای اولین‌بار به تجسم در زمان واقعی دینامیک الکترولیت بین فاز (SEI) دست یافتیم. این یافته‌ها درک کلیدی در مورد طراحی منطقی بین فازی فراهم می‌کند، جزئی از باتری که کمترین درک و چالش برانگیزترین مانع برای توسعه الکترولیت‌ها برای باتری‌های آینده است.

وی افزود: این میکروسکوپ بسیار حساس به محققان اجازه می‌دهد تا لایه دینامیک الکترولیت بین فاز SEI را مطالعه کنند که یک لایه بسیار نازک و شکننده در سطح الکترود باتری است که عملکرد باتری را تعیین می‌کند. ترکیب شیمیایی و مورفولوژی آن به طور مداوم در حال تغییر است که آن را به یک چالش برای مطالعه تبدیل می‌کند.

این محقق یادآور شد: این تیم تحقیقاتی از اصل میکروسکوپ بازتاب تداخلی در این پروژه استفاده کرد، جایی که پرتو نور، با محوریت ۶۰۰ نانومتر با عرض طیف حدود ۱۰ نانومتر به سمت الکترودها و لایه‌های SEI هدایت شده و منعکس شده است. شدت نور جمع‌آوری شده حاوی سیگنال‌های تداخلی بین لایه‌های مختلف، ارائه اطلاعات مهم در مورد فرآیند تکامل SEI را تسهیل کرده و به محققان اجازه می‌دهد تا کل فرآیند واکنش را بررسی کنند.

گوانگکسیا فنگ دانشجوی فارغ‌التحصیل هیوستون هم که بخش اصلی کار آزمایشی را روی این پروژه انجام داده است، توضیح داد: این میکروسکوپ نسبت به تغییرات سطح بسیار حساس است که ما را قادر می‌کند تا با وضوح مکانی و زمانی بالا کار کنیم.

وی خاطرنشان کرد: بیشتر محققان باتری در حال حاضر از میکروسکوپ‌های الکترونی کریو استفاده می‌کنند که فقط در یک زمان خاص تصویر می‌گیرند و نمی‌توانند به طور مداوم تغییرات را در همان مکان ردیابی کنند.

انتهای پیام