收容所研究引入密碼和 MFP-3D AFMs 的新的電化學張力顯微學成像技術

收容所研究、技術領先者在掃描探測和基本強制顯微學 (SPM/AFM),宣佈了新的電化學張力顯微學 (ESM)成像技術的其 Cypher™和 MFP-3D™ AFMs。

地形學圖像 () 的在 Si/LiPON/LiCoO2 薄膜電池結構的無定形的 Si 陽極顯示一定數量的晶界出現,以及廣泛的地面粗糙度。 ESM 圖像 (正確) 通過評定在每像素 (100x100 像素映像的電化學張力滯後回線得到 1 微米區)。 區滯後回線是李離子流動性評定和被密謀作為第 2 映射 (深藍對應於閉合電路,紅色對開環)。 沿鋒利的晶界的改進的李離子流動性明顯地被看到,以及局限化的熱點在散開晶界和在穀物內。 ESM 的有效解決方法此材料的是 ~ 10 毫微米,提供李離子動力高分辨率視圖在這些材料的。 (等,重印從 N. Balke 納諾 Lett。 10, 3420 (2010)。

開發由橡樹嶺國家實驗室 (ORNL)和收容所研究, ESM 是一個創新掃描探測顯微學 (SPM)技術能够探查電化學反應性和離子流在固體在子十毫微米級別上。 ESM 是直接地評定離子當前的第一個技術,提供為映射電化學現象的一套新工具在 nanoscale。 探查電化學過程和離子運輸的這個功能在固體為各種各樣的申請是無價的對範圍從電池的能源生成和存貯到燃料電池。 ESM 在與二重大改進的這些預付款有潛在幫助在其他常規技術: (a) 解決方法探查毫微米縮放比例數量和 (b) 內在的能力分離離子從與 (c) 想像功能的電子當前延伸到各種各樣的分光學技術使人想起常規電化學工具。 ORNL 的尼娜 Balke 在關於掃描探測顯微學的問題國際講習會存在最近結果能源應用的 (http://www.mpip-mainz.mpg.de/symposium/spm2011/) 在美因法,德國, 2011年 6月 8-10。

被評論的羅傑 Proksch,收容所研究、 「進展在能量儲備和轉換的總統將由這個能力學習電池和燃料電池非常地實現在幾毫微米的級別。 ESM 提供電化學現象功能想像在數量百萬的給十億次小於常規基於當前的電化學技術。 此新的技術對瞭解的能源技術開張這條路和在各自的穀物和缺陷上的級別的離子設備,因而跨接宏觀功能和原子論結構。 這反之將導致改進的能量儲備解決方法 - 有非常高能密度和長的壽命的電池和與非常高能密度和效率的燃料電池」。

「傳統上,瀏覽的探測顯微學技術允許電子當前的評定,并且短和遠程強制」,在中心添加了 Sergei Kalinin、高級研究人員成員 Nanophase 材料學在 ORNL 和共同發明者 (與尼娜 Balke 和斯蒂芬 Jesse) ESM。 「ESM 對評定離子當前擴大此功能和為各種各樣的李離子負極已經被展示了、陽極和電解質材料、以及氧氣電解質和混合的電子離子導體。 濃度槽牙在電化學系統的數量聯結普遍存在的出現建議此技術為固體離子想像實際上是通用的 - 從電池和固體對 memristive 電子。

或許斯蒂芬 Jesse 更加重要地補充說 「使用範圍勵磁,并且箭引擎在可實現的電化學材料毛面允許評定進行,使 ESM 有用為實際材料和設備」。

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