Trang Chủ > Ấn Bản > Kính hiển vi mới lạ được phát triển để thiết kế pin hiệu suất cao tốt hơn: Cải tiến mang đến cho các nhà nghiên cứu cái nhìn sâu sắc về cách thức hoạt động của pin
Như Giáo sư Xiaonan Shan đã quan sát, Guangxia Feng tốt nghiệp Đại học Houston làm việc trên kính hiển vi giao thoa phản xạ toán hạng (RIM) bên trong một “hộp đựng găng tay” vì chất điện phân của pin lithium-ion dễ cháy. TÍN DỤNG University of Houston |
Tóm tắt:
Pin lithium-ion đã thay đổi cuộc sống hàng ngày – hầu hết mọi người đều có điện thoại thông minh, ngày càng có nhiều phương tiện chạy điện được phát hiện trên đường và chúng giúp máy phát điện hoạt động trong trường hợp khẩn cấp. Khi ngày càng có nhiều thiết bị điện tử di động, xe điện và lưới điện quy mô lớn được triển khai trực tuyến, nhu cầu về pin mật độ năng lượng cao hơn, an toàn và giá cả phải chăng tiếp tục tăng lên.
Kính hiển vi mới được phát triển để thiết kế pin hiệu suất cao tốt hơn: Cải tiến mang đến cho các nhà nghiên cứu cái nhìn bên trong về cách thức hoạt động của pin
Houston, TX | Đăng ngày 10 tháng 2023 năm XNUMX
Giờ đây, một nhóm nghiên cứu của Đại học Houston, phối hợp với các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương và Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Quân đội Hoa Kỳ, đã phát triển một kính hiển vi giao thoa phản xạ toán hạng (RIM) giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của pin, điều này có ý nghĩa quan trọng cho thế hệ pin tiếp theo.
Xiaonan Shan, trợ lý giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Kỹ thuật Cullen của UH và là tác giả tương ứng của một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature cho biết: “Lần đầu tiên chúng tôi đã đạt được trực quan hóa thời gian thực về động lực học xen kẽ chất điện phân rắn (SEI). công nghệ nano. “Điều này cung cấp cái nhìn sâu sắc quan trọng về thiết kế hợp lý của các pha xen kẽ, một thành phần pin ít được hiểu nhất và là rào cản khó khăn nhất để phát triển chất điện phân cho pin trong tương lai.”
Kính hiển vi có độ nhạy cao cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu lớp SEI, đây là lớp cực kỳ mỏng và dễ vỡ trên bề mặt điện cực của pin, quyết định hiệu suất của pin. Thành phần hóa học và hình thái của nó liên tục thay đổi – khiến nó trở thành một thách thức để nghiên cứu.
“Cần có một công cụ hình ảnh toán hạng năng động, không xâm lấn và có độ nhạy cao để hiểu được sự hình thành và phát triển của SEI. Yan Yao, Giáo sư nổi tiếng về kỹ thuật điện và máy tính của Hugh Roy và Lillie Cranz Cullen, đồng thời là đồng tác giả đã làm việc với Shan trong dự án này cho biết: bốn năm qua.
Yao cho biết: “Bây giờ chúng tôi đã chứng minh rằng RIM là công ty đầu tiên thuộc loại này cung cấp cái nhìn sâu sắc quan trọng về cơ chế hoạt động của lớp SEI và giúp thiết kế các loại pin hiệu suất cao tốt hơn”. tại Đại học Houston.
Cách thức thực hiện
Nhóm nghiên cứu đã áp dụng nguyên lý kính hiển vi phản xạ giao thoa trong dự án, trong đó chùm ánh sáng – có tâm ở 600 nanomet với độ rộng quang phổ khoảng 10 nanomet – được hướng tới các điện cực và lớp SEI rồi phản xạ. Cường độ quang thu được chứa các tín hiệu giao thoa giữa các lớp khác nhau, mang thông tin quan trọng về quá trình tiến hóa của SEI và cho phép các nhà nghiên cứu quan sát toàn bộ quá trình phản ứng.
“RIM rất nhạy cảm với các biến thể bề mặt, điều này cho phép chúng tôi giám sát cùng một vị trí với độ phân giải thời gian và không gian cao trên quy mô lớn,” Guangxia Feng, sinh viên tốt nghiệp UH, người đã thực hiện phần lớn công việc thử nghiệm trong dự án, cho biết.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng hầu hết các nhà nghiên cứu về pin hiện đang sử dụng kính hiển vi điện tử lạnh, loại kính hiển vi này chỉ chụp một bức ảnh tại một thời điểm nhất định và không thể liên tục theo dõi các thay đổi tại cùng một vị trí.
“Tôi muốn tiếp cận nghiên cứu năng lượng từ một góc độ khác bằng cách điều chỉnh và phát triển các phương pháp hình ảnh và đặc tính mới cung cấp thông tin mới để hiểu cơ chế phản ứng trong các quá trình chuyển đổi năng lượng,” Shan, người chuyên phát triển các kỹ thuật hình ảnh và kỹ thuật quang phổ để nghiên cứu điện hóa cho biết. các phản ứng dự trữ và chuyển hóa năng lượng. Kỹ thuật hình ảnh mới này cũng có thể được áp dụng cho các hệ thống lưu trữ năng lượng hiện đại khác.
Feng, người đã lấy bằng tiến sĩ. về kỹ thuật điện từ UH vào năm 2022, dự định theo đuổi nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực công nghệ pin đang phát triển.
Bà nói: “Để hiện thực hóa thế hệ pin tiếp theo, điều cần thiết là phải hiểu cơ chế phản ứng và vật liệu mới,” đồng thời cho biết thêm rằng việc phát triển pin năng lượng cao hơn cũng có lợi cho môi trường. “Tôi luôn muốn trở thành một nhà khoa học vì họ có thể tạo ra những điều tuyệt vời cho mọi người và thay đổi thế giới tốt đẹp hơn.”
Wu Xu từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương, một chuyên gia về thiết kế chất điện phân, đã giúp thiết kế dự án và cung cấp thông tin chi tiết quan trọng về chất điện phân để sử dụng. Kang Xu, một chuyên gia trong nghiên cứu SEI tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Quân đội, đã cung cấp những hiểu biết quan trọng để giúp hiểu hiện tượng quan sát được. Cả hai đều là đồng tác giả của bài báo.
Feng và một sinh viên kỹ thuật khác của UH là Yaping Shi, cùng với Hao Jia từ PNNL, là tác giả chính của nghiên cứu. Những người đóng góp khác là Xu Yan, Yanliang Liang, Chaojie Yang và Ye Zhang từ UH; Đánh dấu Engelhard tại PNNL.
####
Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây
Liên hệ:
Rashda Khan
University of Houston
Bản quyền © Đại học Houston
Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.
Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.
Liên kết liên quan |
Tin tức liên quan |
Tin tức và thông tin
Công ty khởi nghiệp hàng đầu của Graphene Be dimensions đóng vòng đầu tư thứ hai trị giá 10 triệu euro Tháng Hai 10th, 2023
Làm cho chúng đủ mỏng và vật liệu phản sắt điện trở thành sắt điện Tháng Hai 10th, 2023
Phòng thí nghiệm
Phương pháp mới giải quyết vấn đề với pin mặt trời perovskite: Các nhà nghiên cứu của NREL cung cấp phương pháp tăng trưởng giúp tăng hiệu quả, độ ổn định Tháng Mười Hai 29th, 2022
Hình ảnh
Các lớp MoTe₂ 2D ở quy mô wafer cho phép máy dò hồng ngoại tích hợp băng thông rộng có độ nhạy cao Tháng Một 6th, 2023
Thu nhỏ hydrogel mở rộng các tùy chọn chế tạo nano: Các nhà nghiên cứu từ Pittsburgh và Hồng Kông in các mẫu 2D và 3D phức tạp Tháng Mười Hai 29th, 2022
Kỹ thuật chụp ảnh tia X mới để nghiên cứu các pha thoáng qua của vật liệu lượng tử Tháng Mười Hai 29th, 2022
Chính phủ-Pháp luật / Quy định / Tài trợ / Chính sách
Công ty khởi nghiệp hàng đầu của Graphene Be dimensions đóng vòng đầu tư thứ hai trị giá 10 triệu euro Tháng Hai 10th, 2023
Làm cho chúng đủ mỏng và vật liệu phản sắt điện trở thành sắt điện Tháng Hai 10th, 2023
Tương lai có thể
Làm cho chúng đủ mỏng và vật liệu phản sắt điện trở thành sắt điện Tháng Hai 10th, 2023
Khám phá
Làm cho chúng đủ mỏng và vật liệu phản sắt điện trở thành sắt điện Tháng Hai 10th, 2023
Thông báo
Công ty khởi nghiệp hàng đầu của Graphene Be dimensions đóng vòng đầu tư thứ hai trị giá 10 triệu euro Tháng Hai 10th, 2023
Các nhà khoa học cảm biến sợi phát minh ra vi đầu dò sợi in 3D để đo các đặc tính cơ sinh học in vivo của mô và thậm chí cả tế bào đơn lẻ Tháng Hai 10th, 2023
Vật liệu quang tử: Những tiến bộ gần đây và các ứng dụng mới nổi Tháng Hai 10th, 2023
Làm cho chúng đủ mỏng và vật liệu phản sắt điện trở thành sắt điện Tháng Hai 10th, 2023
CÔNG CỤ
Thu nhỏ hydrogel mở rộng các tùy chọn chế tạo nano: Các nhà nghiên cứu từ Pittsburgh và Hồng Kông in các mẫu 2D và 3D phức tạp Tháng Mười Hai 29th, 2022
Ánh xạ huỳnh quang nhanh của sự thay đổi pH cục bộ do điện hóa gây ra Tháng Mười Hai 9th, 2022
Ô tô / Vận tải
Cảm biến dây nano mới là bước tiếp theo trong Internet vạn vật Tháng Một 6th, 2023
Công nghệ pin / Tụ / Máy phát điện / Piezoelectrics / Thermoelectrics / Energy Storage
Làm cho chúng đủ mỏng và vật liệu phản sắt điện trở thành sắt điện Tháng Hai 10th, 2023
Chuỗi nguyên tử lạch cạch tương quan làm giảm tính dẫn nhiệt của vật liệu Tháng Một 20th, 2023
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến thức. Truy cập Tại đây.
- nguồn: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57300
- 10
- 2022
- 27th
- 2D
- 3d
- a
- Giới thiệu
- chính xác
- chính xác
- Đạt được
- đạt được
- địa chỉ
- tiến
- tiên tiến
- tiến bộ
- giá cả phải chăng
- Cho phép
- cho phép
- luôn luôn
- và
- Một
- áp dụng
- phương pháp tiếp cận
- Quân đội
- Trợ lý
- tác giả
- tác giả
- Băng thông
- rào cản
- pin
- ắc quy
- Chùm tia
- bởi vì
- trở nên
- Lợi ích
- Hơn
- giữa
- y sinh
- tăng
- rộng
- băng thông rộng
- không thể
- có khả năng
- thực
- Tế bào
- Trung tâm
- định tâm
- nhất định
- CGI
- chuỗi
- thách thức
- thách thức
- thay đổi
- Những thay đổi
- thay đổi
- hóa chất
- Chip
- Đóng
- hợp tác
- Trường đại học
- COM
- Đến
- bình luận
- thành phần
- máy tính
- Kỹ thuật máy tính
- độ dẫn
- chứa
- nội dung
- liên tiếp
- liên tục
- đóng góp
- Chuyển đổi
- chuyển đổi
- Tương ứng
- có thể
- tín dụng
- quan trọng
- Hiện nay
- Tháng mười hai
- Giải mã
- sâu
- Nhu cầu
- chứng minh
- mật độ
- Thiết kế
- thiết kế
- xác định
- phát triển
- phát triển
- Thiết bị (Devices)
- Diego
- khác nhau
- trực tiếp
- khám phá
- phát hiện
- Phân biệt
- miền
- Cửa
- thuốc
- phát hiện ma túy
- suốt trong
- năng động
- động lực
- kiếm được
- hiệu quả
- Điện
- xe điện
- kỹ thuật điện
- điện tử
- mới nổi
- cho phép
- cho phép
- cho phép
- năng lượng
- mật độ năng lượng
- Kỹ Sư
- Kỹ sư
- nâng cao
- đủ
- Toàn bộ
- Môi trường
- Kỷ nguyên
- thiết yếu
- Ether (ETH)
- Ngay cả
- hàng ngày
- mọi người
- sự tiến hóa
- chuyên gia
- cực kỳ
- sạc nhanh
- nhanh hơn
- Tháng Hai
- lĩnh vực
- Tên
- lần đầu tiên
- Hàng đầu
- hình thành
- Foundry
- tần số
- từ
- xa hơn
- tương lai
- thế hệ
- máy phát điện
- gif
- cho
- đi
- tốt nghiệp
- tuyệt vời
- lưới
- Phát triển
- Phát triển
- Tăng trưởng
- xảy ra
- giúp đỡ
- đã giúp
- Cao
- hiệu suất cao
- độ phân giải cao
- cao hơn
- cao
- Hồng
- Hồng Kông
- houston
- Độ đáng tin của
- HTTPS
- Hình ảnh
- hàm ý
- quan trọng
- in
- Inc.
- thông tin
- sự đổi mới
- cái nhìn sâu sắc
- những hiểu biết
- tích hợp
- Internet
- đầu tư
- IT
- Tháng một
- tạp chí
- Giữ
- Key
- Loại
- Kông
- phòng thí nghiệm
- phòng thí nghiệm
- quy mô lớn
- Họ
- ra mắt
- lớp
- lớp
- dẫn
- Cuộc sống
- Life Science
- ánh sáng
- liên kết
- lithium
- cuộc sống
- địa phương
- địa điểm thư viện nào
- máy
- làm cho
- Làm
- sản xuất
- lập bản đồ
- dấu
- vật liệu
- nguyên vật liệu
- đo lường
- cơ chế
- phương pháp
- phương pháp
- Kính hiển vi
- Kính hiển vi
- triệu
- Màn Hình
- chi tiết
- hầu hết
- công nghệ nano
- quốc dân
- Thiên nhiên
- net
- Mới
- tin tức
- tiếp theo
- thế hệ kế tiếp
- Tiếng ồn
- tiểu thuyết
- tuân theo
- Quan sát
- Tháng Mười
- ONE
- Trực tuyến
- mở
- tối ưu
- Các lựa chọn
- Nền tảng khác
- Hòa bình
- Giấy
- người
- hiệu suất
- hiện tượng
- PHP
- hình ảnh
- pittsburgh
- kế hoạch
- plato
- Thông tin dữ liệu Plato
- PlatoDữ liệu
- xin vui lòng
- Bài đăng
- đăng
- quyền lực
- Hiệu trưởng
- nguyên tắc
- In
- Vấn đề
- quá trình
- Quy trình
- Giáo sư
- dự án
- hứa hẹn
- tài sản
- Protein
- cho
- cung cấp
- cung cấp
- công bố
- theo đuổi
- Quantum
- HIẾM HOI
- hợp lý
- phản ứng
- phản ứng
- thời gian thực
- nhận ra
- gần đây
- giảm
- giảm
- phản ánh
- phản ánh
- Phát hành
- cần phải
- Yêu cầu
- nghiên cứu
- nhà nghiên cứu
- Độ phân giải
- chịu trách nhiệm
- trở lại
- đường giao thông
- an toàn
- Nói
- tương tự
- San
- thành phố San Diego
- Lưu
- Khoa học
- Nhà khoa học
- các nhà khoa học
- Tìm kiếm
- Thứ hai
- trung học
- Tôi biết
- bán dẫn
- chip bán dẫn
- nhạy cảm
- Độ nhạy
- cảm biến
- Tháng Chín
- Chia sẻ
- vận chuyển
- tín hiệu
- có ý nghĩa
- duy nhất
- điện thoại thông minh
- hệ mặt trời
- Pin mặt trời
- rắn
- không gian
- chuyên
- quang phổ
- Bắt đầu
- Khởi động
- nhà nước-of-the-art
- Bước
- là gắn
- Sinh viên
- Học tập
- trình
- như vậy
- lớn
- Siêu dẫn
- hỗ trợ
- Bề mặt
- thật ngạc nhiên
- hệ thống
- hệ thống
- Hãy
- nhóm
- kỹ thuật
- Công nghệ
- texas
- Sản phẩm
- thế giới
- nhiệt
- điều
- thời gian
- đến
- công cụ
- đối với
- đối với
- theo dõi
- chuyển đổi
- TX
- chúng tôi
- Cực
- hiểu
- sự hiểu biết
- hiểu
- trường đại học
- us
- sử dụng
- Xe cộ
- Xem
- hình dung
- vivo
- muốn
- Sóng
- cái nào
- trong khi
- CHÚNG TÔI LÀ
- sẽ
- Công việc
- làm việc
- đang làm việc
- công trinh
- thế giới
- X-quang
- Yahoo
- năm
- zephyrnet