- Самый мощный планшет в отрасли: Vivo Pad 4... (392)
- В России прекратили выпускать Lada Niva... (386)
- Япония уличила Google в нарушении... (400)
- OpenAI подарила неограниченный доступ к... (407)
- Лучший в мире камерофон по версии DxOMark... (483)
- Лучший в мире камерофон по версии DxOMark... (359)
- Captcha стала бесполезной: ИИ-боты научились... (462)
- Дешевый седан Geely с «автоматом» не разорит... (445)
- «Битва флагманских камерофонов началась».... (493)
- Новый претендент на звание короля бездорожья... (469)
- Стабильная версия HyperOS 2 на Android 15... (564)
- Автотор был суперсупешным, когда собирал в... (602)
- Вышел первый настольный компьютер Copilot+PC... (488)
- Русская озвучка Star Wars Jedi: Survivor от... (607)
- Его создавали будто специально для России:... (567)
- Представлен защищённый смартфон Ulefone... (722)
Новая методика электронной микроскопии позволяет наблюдать слои пространственного заряда в материалах аккумуляторов
Дата: 2024-11-02 22:30
Группа исследователей из Токийского университета совершила прорыв в области твердооксидных топливных элементов (SOFC), впервые напрямую наблюдая слои пространственного заряда внутри твёрдого электролита. Это открытие может привести к значительному улучшению характеристик материалов аккумуляторов и стать важным шагом на пути к созданию более эффективных и экологически чистых источников энергии.
SOFC считаются перспективным источником чистой энергии благодаря их низким выбросам углекислого газа и высокой эффективности генерации электроэнергии. Однако одной из основных проблем, с которыми сталкиваются разработчики, является резкое падение ионной проводимости на границах между кристаллическими зёрнами внутри электролита. Долгое время предполагалось, что причиной этого являются слои пространственного заряда, распределённые в нанометровом диапазоне вблизи границ зёрен. Однако до сих пор не было возможности напрямую наблюдать эти слои, и вопрос о их существовании оставался открытым.
Источник: DALL-EВ исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, доцент Сатоко Тояма, преподаватель Такехито Секи, доцент проекта Бин Фэн, профессор-исследователь Юичи Икухара и профессор Наоя Сибата из Института инженерных инноваций Высшей школы инженерии Токийского университета успешно продемонстрировали существование слоёв пространственного заряда на границах зёрен стабилизированного иттрием кубического циркония (YSZ) — широко используемого проводника ионов кислорода в качестве твёрдого электролита.
Исследователи использовали современный электронный микроскоп для наблюдения локальных электрических полей и обнаружили слои пространственного заряда на нескольких границах зёрен с различной ориентацией кристаллов. Более того, они нашли границы, где отсутствуют слои пространственного заряда, и выявили, что их наличие тесно связано с ориентацией кристалла и атомной структурой границ зёрен.
«Мы обнаружили, что, контролируя структуру границ зёрен, можно устранить слой пространственного заряда и снизить сопротивление ионной проводимости на границах. Это исследование представляет собой важный шаг на пути к выяснению причины сопротивления ионной проводимости на границах зёрен в материалах аккумуляторов и обещает привести к разработке новых рекомендаций по улучшению характеристик материалов аккумуляторов в будущем», — говорит доцент Сатоко Тояма.
Слева показана схема наблюдения электрического поля слоя пространственного заряда на границе зёрен. Электронный луч сканирует образец в нескольких точках. Справа показано экспериментальное изображение электрического поля границы зёрен YSZ. Источник: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-53014-wРезультаты были достигнуты в рамках исследовательского проекта SHIBATA Ultra-atomic Resolution Electron Microscopy, целью которого является разработка новой методики измерения, позволяющей одновременно наблюдать структуры атомного масштаба и распределения электромагнитного поля в диапазоне температур от экстремально низких до высоких температур.
«Наше исследование демонстрирует, что электронная микроскопия ультраатомного разрешения может стать мощным инструментом для понимания фундаментальных свойств материалов и разработки новых технологий. Мы надеемся, что наши результаты помогут в создании более эффективных и экологически чистых источников энергии, что будет способствовать устойчивому развитию нашего общества», — добавляет профессор Наоя Сибата.
Подробнее на iXBT
Предыдущие новости
APNIC: переход на IPv6, как оказалось, не так уж нужен
По словам главного научного сотрудника APNIC (Asia Pacific Network Information Centre) Джеффа Хьюстона (Geoff Huston), перспективы перехода на протокол IPv6 не особенно привлекательны из-за меняющейся структуры сети, передаёт The Register. По словам Хьюстона, переход от IPv4 к IPv6 не обеспечит принципиально новых функциональных возможностей — предоставление более...
Будущее космической связи: исследователи Чалмерса создали сверхчувствительную оптическую систему
Новая система оптической связи, разработанная исследователями из Технологического университета Чалмерса в Швеции, открывает новые возможности для более быстрой и улучшенной космической связи. Эта система использует сверхчувствительные приёмники и усилители, позволяющие передавать изображения, фильмы и данные с космических зондов на Землю. Оптические технологии становятся все...
Прорыв в устойчивой электронике: биоразлагаемые нанокомпозитные пленки на основе крахмала
Новые биоразлагаемые нанокомпозитные плёнки, разработанные исследователями из Лондонского университета королевы Марии, могут стать значительным прорывом в области устойчивой электроники. Эти плёнки, созданные с использованием крахмала вместо материалов на основе нефти, предлагают экологически чистую альтернативу традиционным электронным компонентам. Исследование,...
Облачный бизнес Google растёт быстрее, чем у всех конкурентов
Облачный бизнес Google, включающий инфраструктуру и подписки на ПО, по итогам III квартала показал рост на 35 % в годовом исчислении до $11,35 млрд — годом назад динамика по данному направлению была 29 %. Google Cloud продемонстрировала самое быстрое развитие среди конкурентов. Источник изображения: Adarsh Chauhan /...