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Asyl Forschung Stellt Neue Elektrochemische Spannungs-Mikroskopie-Abbildungstechnik für Ziffer und MFP-3D AFMs vor

Published on March 18, 2011 at 2:59 AM

Asyl Forschung, der Technologieführer im Scannen-Fühler und die AtomKraft-Mikroskopie (SPM/AFM), hat die neue Elektrochemische Spannungs-Mikroskopieabbildungstechnik (ESM) für sein Cypher™ und MFP-3D™ AFMs angekündigt.

Das topographische Bild (gelassen) der formlosen Sianode in der Dünnschichtzelle der batterie Si/LiPON/LiCoO2 zeigt das Vorhandensein einiger Kristallgrenzen sowie umfangreiche Oberflächenrauigkeit. Das ESM-Bild (recht) wird erhalten, indem man die elektrochemischen Spannungshystereseschleifen an jedem Pixel misst (Bild des Pixels 100x100 über einem 1-Mikron-Bereich). Die Bereichshystereseschleife ist eine Maßnahme Li-Ionmobilität und wird als 2D Karte grafisch dargestellt (dunkelblau entspricht den Endlosschleifen, die zu den offenen Schleifen rot sind). Die erhöhte Li-Ionmobilität entlang der scharfen Kristallgrenze wird offenbar sowie lokalisierte brenzlige Stellen auf der verbreiteten Kristallgrenze und innerhalb der Körner gesehen. Die effektive Auflösung von ESM für dieses Material ist ~ 10 nm und stellt eine hochauflösende Ansicht der Li-Iondynamik in diesen Materialien bereit. (Von N. Balke Nano--Lett et al. Neu gedruckt. 10, 3420 (2010).

Sich Entwickelt durch Forschung Oak Ridge (ORNL) Nationalen Laboratoriums und Asyls, ist ESM eine innovative Scannenfühler-Mikroskopie (SPM)technik, die zum Prüfen der elektrochemischen Reaktivität und der Ionenflüsse in Körper auf der Unter-zehnnm Stufe fähig ist. ESM ist die erste Technik, die Ionenstrom direkt misst und stellt ein neues Hilfsmittel für das Abbilden von elektrochemischen Phänomenen auf dem nanoscale bereit. Die Fähigkeit, zum von elektrochemischen Prozessen und von Ionentransport in den Körpern zu prüfen ist für eine breite Benutzungsmöglichkeit für die Energiegewinnung und Speicherung unschätzbar, die von Batterien zu Brennstoffzellen reichen. ESM hat das Potenzial, in diesen Fortschritten mit zwei bedeutenden Verbesserungen über anderen herkömmlichen Technologien zu helfen: (a) die Auflösung, Nmschuppe Volumen zu prüfen und (b) die inhärente Fähigkeit, Ionen vom elektronischen Strom mit (c) der Darstellungsfähigkeit zu entkoppeln ausgedehnt auf eine breite Reichweite der Spektroskopietechniken erinnernd von den herkömmlichen elektrochemischen Hilfsmitteln. Nina Balke von ORNL wird neue Ergebnisse am Internationalen Seminar über Scannen-Fühler-Mikroskopie für Energie-Anwendungen darstellen (http://www.mpip-mainz.mpg.de/symposium/spm2011/) in Mainz, Deutschland, 8.-10. Juni 2011.

Kommentierter Roger Proksch, Präsident der Asyl-Forschung, „des Fortschritts im Energiespeicher und der Umwandlung wird groß durch die Fähigkeit, Batterien und Brennstoffzellen auf dem Niveau einiger nm zu studieren ermöglicht. ESM stellt Funktionsdarstellung von elektrochemischen Phänomenen in den Volumenmillionen zu den Milliardemal kleineren als herkömmlichen aktuell-basierten elektrochemischen Techniken zur Verfügung. Diese neue Technik öffnet die Bahn zu Verständnisenergietechnologie und die Ioneneinheiten auf dem Niveau von einzelnen Körnern und von Defekten und so überbrückt makroskopische Funktionalitäten und atomistische Vorrichtungen. Dieses der Reihe nach führt zu verbesserte Energiespeicherlösungen - Batterien mit extrem Hochenergiedichten und langen Lebenszeiten und Brennstoffzellen mit sehr Hochenergiedichten und -leistungsfähigkeit.“

„Traditionsgemäß, erlaubten scannende Fühlermikroskopietechniken Maß des elektronischen Stroms und kurz- und Langstreckenkräfte,“ fügte Sergei Kalinin, Älteres Forschungs-Belegschaftsmitglied in der Mitte für Nanophase-Material-Wissenschaften an ORNL und Miterfinder (mit Nina Balke und Stephen Jesse) von ESM hinzu. „ESM dehnt diese Fähigkeit auf Maßnahmeionenstrom aus und ist bereits für eine Vielzahl der Li-Ionkathode, der Anode und der Elektrolytmaterialien sowie der Sauerstoffelektrolyte und der gemischten elektronisch-Ionenleiter demonstriert worden. Das überall vorhandene Vorhandensein der Konzentrationmolar Volumenkupplung in den elektrochemischen Anlagen schlägt vor, dass diese Technik tatsächlich für Festkörperionendarstellung - von den Batterien und vom Festzustand zur memristive Elektronik allgemeinhin ist.

Stephen Jesse fügte „Möglicherweise noch wichtiger, der Gebrauch von Banderregung hinzu und PFEIL-Motoren erlaubt, dass Maße an den rauen Oberflächen von realistischen elektrochemischen Materialien durchgeführt werden und machen ESM nützlich für wirkliche Materialien und Einheiten.“

Last Update: 11. January 2012 09:20

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