Een team van chemici aan Virginia Tech, onder leiding van Feng Lin en Louis Madsen, heeft een nieuwe imagingtechniek ontwikkeld om batterij-interfaces te observeren. De ontdekking, gepubliceerd in *Nature Nanotechnology* op 1 april, stelt onderzoekers in staat om in werkende batterijen te kijken en inzicht te krijgen in de complexe chemische reacties die daarbinnen plaatsvinden.
Jungki Min, een chemiestudent, legde het belang van het onderzoek uit en stelde dat er grote, langdurige uitdagingen zijn bij de interfaces en dat het team altijd probeert meer controle te krijgen over deze verborgen oppervlakken. De doorbraak van het team vond plaats tijdens het onderzoeken van een nieuwe formulering van elektrolytmateriaal.
Elektrolyten, gepositioneerd tussen de positieve en negatieve elektroden, vergemakkelijken de beweging van geladen deeltjes tijdens het laden en ontladen van de batterij. Het ideale elektrolytmateriaal is cruciaal voor het ontwikkelen van energiezuinige, duurzame batterijen die bestand zijn tegen extreme temperaturen. Dit is vooral belangrijk voor de vooruitgang in elektrische voertuigen, apparaten en AI-gestuurde technologieën.
Lin en Madsen onderzoeken meerfasige polymere elektrolyten, die het potentieel bieden voor verhoogde energieopslag, verbeterde veiligheid en lagere kosten in vergelijking met conventionele batterijen. Hun onderzoek richt zich op een moleculair ionisch composietelektrolyt dat in 2015 is ontdekt.
Met behulp van de tender energy X-ray beam line van Brookhaven National Laboratory identificeerde het team de bron van interfaceproblemen: degradatie van het architectonische ondersteuningssysteem tijdens het laden en ontladen van de batterij, wat uiteindelijk tot uitval leidt. Deze nieuwe imagingtechniek stelt onderzoekers in staat om de structuur en chemische reacties van verborgen interfaces te analyseren, waardoor het ontwerp van betere interfaces en interfasen in vaste polymeerbatterijen kan worden begeleid.