Commentary directe des couches de cost spatiale à l’intérieur des électrolytes des piles à flamable
par Riko Seibo
Tokyo, Japon (SPX) 04 novembre 2024
Une équipe de chercheurs de l’Université de Tokyo a observé avec succès les couches de cost d’espace à l’intérieur de l’électrolyte solide d’une pile à flamable, fournissant ainsi des informations importantes sur leur existence et leur influence.
Les piles à flamable à oxyde solide (SOFC) ont attiré l’consideration pour leur potentiel à fournir une énergie propre, en raison de leur rendement élevé et de leurs faibles émissions de carbone. Ces piles à flamable utilisent de la zircone cubique stabilisée à l’yttrium (YSZ) et d’autres conducteurs d’ions oxygène comme électrolytes solides. Un défi de longue date réside dans la baisse significative de la conductivité ionique aux interfaces entre de nombreux grains cristallins, appelés joints de grains, au sein du matériau.
On pense que cette baisse de conductivité est due à la formation de couches de cost d’espace dans la région à l’échelle nanométrique, près des joints de grains. Cependant, l’commentary directe de ces couches s’est avérée extrêmement difficile, laissant en suspens des questions fondamentales sur leur existence.
Dans cette étude, des chercheurs, dont le professeur adjoint Satoko Toyama, le maître de conférences Takehito Seki, le professeur associé du projet Bin Feng, le professeur de recherche spécialement nommé Yuichi Ikuhara et le directeur et professeur Naoya Shibata, ont utilisé des methods avancées de microscopie électronique pour démontrer directement la présence de couches de cost d’espace à les joints de grains de YSZ.
Leurs travaux comprenaient l’examen des champs électriques locaux au niveau de plusieurs joints de grains avec différentes orientations cristallines, identifiant finalement certaines limites où les couches de cost d’espace étaient absentes.
En effectuant également des observations de la construction atomique, ils ont découvert que la présence de couches de expenses d’espace est fortement liée à l’orientation et à la construction atomique des joints de grains. Ces résultats suggèrent que le contrôle de la construction des joints de grains pourrait aider à éliminer les couches de expenses d’espace et à réduire la résistance à la conduction ionique.
La recherche marque une étape importante vers la compréhension des facteurs qui contribuent à la résistance à la conduction ionique dans les matériaux des batteries, ouvrant potentiellement la voie à de nouvelles méthodes pour améliorer leurs performances.
Le développement faisait partie du projet « SHIBATA Extremely-atomic Decision Electron Microscopy », soutenu par l’Agence japonaise pour la science et la technologie (JST) dans le cadre du programme de recherche fondamentale stratégique ERATO. Ce projet vise à créer une nouvelle method de microscopie électronique à « extremely » résolution atomique, dépassant la résolution atomique conventionnelle pour permettre l’commentary simultanée des constructions atomiques et des distributions de champs électromagnétiques sur une massive plage de températures. De tels progrès devraient permettre un examen direct des origines des matériaux et des fonctions biologiques.
Rapport de recherche :Commentary directe des champs électriques induits par des expenses d’espace aux limites des grains d’oxyde
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