Một nhóm các nhà hóa học tại Virginia Tech, do Feng Lin và Louis Madsen dẫn đầu, đã phát triển một kỹ thuật chụp ảnh mới để quan sát các giao diện pin. Khám phá này, được công bố trên *Nature Nanotechnology* vào ngày 1 tháng 4, cho phép các nhà nghiên cứu nhìn vào bên trong pin đang hoạt động, cung cấp thông tin chi tiết về các phản ứng hóa học phức tạp xảy ra bên trong.
Jungki Min, một sinh viên tốt nghiệp ngành hóa học, giải thích tầm quan trọng của nghiên cứu, nói rằng có những thách thức lớn, lâu dài tại các giao diện và nhóm luôn cố gắng kiểm soát tốt hơn các bề mặt bị chôn vùi này. Bước đột phá của nhóm xảy ra khi kiểm tra một công thức vật liệu điện phân mới.
Chất điện phân, nằm giữa các điện cực dương và âm, tạo điều kiện cho sự di chuyển của các hạt tích điện trong quá trình sạc và xả pin. Vật liệu điện phân lý tưởng là rất quan trọng để phát triển pin năng lượng cao, tuổi thọ cao có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt. Điều này đặc biệt quan trọng đối với sự tiến bộ trong xe điện, thiết bị và công nghệ hỗ trợ AI.
Lin và Madsen đã nghiên cứu các chất điện phân polyme đa pha, mang lại tiềm năng tăng khả năng lưu trữ năng lượng, tăng cường độ an toàn và giảm chi phí so với pin thông thường. Nghiên cứu của họ tập trung vào chất điện phân composite ion phân tử được phát hiện vào năm 2015.
Sử dụng đường truyền tia X năng lượng mềm của Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven, nhóm đã xác định nguồn gốc của các vấn đề về giao diện: sự xuống cấp của hệ thống hỗ trợ kiến trúc trong quá trình hoạt động của pin, cuối cùng dẫn đến hỏng hóc. Kỹ thuật chụp ảnh mới này sẽ cho phép các nhà nghiên cứu phân tích cấu trúc và các phản ứng hóa học của các giao diện bị chôn vùi, hướng dẫn thiết kế các giao diện và pha trung gian tốt hơn trong pin polyme rắn.