Chemiker der Virginia Tech entwickeln neue Batteriebildegebungstechnik für Hochleistungsenergiespeicher

Ein Team von Chemikern der Virginia Tech unter der Leitung von Feng Lin und Louis Madsen hat eine neuartige Bildgebungstechnik zur Beobachtung von Batterieschnittstellen entwickelt. Die Entdeckung, die am 1. April in *Nature Nanotechnology* veröffentlicht wurde, ermöglicht es Forschern, in laufende Batterien hineinzusehen und Einblicke in die komplexen chemischen Reaktionen zu gewinnen, die darin ablaufen. Jungki Min, ein Chemiestudent, erklärte die Bedeutung der Forschung und stellte fest, dass es an den Schnittstellen große, langjährige Herausforderungen gibt und das Team stets versucht, diese verborgenen Oberflächen besser zu kontrollieren. Der Durchbruch des Teams gelang bei der Untersuchung einer neuen Elektrolytmaterialformulierung. Elektrolyte, die sich zwischen der positiven und der negativen Elektrode befinden, erleichtern die Bewegung geladener Teilchen während des Ladens und Entladens der Batterie. Das ideale Elektrolytmaterial ist entscheidend für die Entwicklung von energiereichen und langlebigen Batterien, die extremen Temperaturen standhalten können. Dies ist besonders wichtig für Fortschritte bei Elektrofahrzeugen, Geräten und KI-gestützten Technologien. Lin und Madsen untersuchen mehrphasige Polymerelektrolyte, die im Vergleich zu herkömmlichen Batterien das Potenzial für eine erhöhte Energiespeicherung, verbesserte Sicherheit und reduzierte Kosten bieten. Ihre Forschung konzentriert sich auf einen molekularen ionischen Kompositelektrolyten, der 2015 entdeckt wurde. Mit der Tender Energy Röntgenstrahl-Beamline des Brookhaven National Laboratory identifizierte das Team die Ursache für Schnittstellenprobleme: den Abbau des architektonischen Trägersystems während des Batterieladezyklus, der letztendlich zum Ausfall führt. Diese neue Bildgebungstechnik wird es Forschern ermöglichen, die Struktur und die chemischen Reaktionen von verborgenen Schnittstellen zu analysieren und so die Entwicklung besserer Schnittstellen und Interphasen in Festkörperpolymerbatterien zu steuern.