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    L'imagerie par rayons X fournit des indices de fracture dans les batteries à semi-conducteurs

    Matthieu McDowell, professeur adjoint à la George W. Woodruff School of Mechanical Engineering et à la School of Materials Science and Engineering, examine les batteries dans une station cyclable. Crédit :Rob Felt

    Les batteries à semi-conducteurs, une nouvelle conception de batterie qui utilise tous les composants solides, ont attiré l'attention ces dernières années en raison de leur potentiel à contenir beaucoup plus d'énergie tout en évitant les problèmes de sécurité de leurs homologues à base de liquide.

    Mais construire une batterie à semi-conducteurs longue durée est plus facile à dire qu'à faire. Maintenant, des chercheurs du Georgia Institute of Technology ont utilisé la tomodensitométrie (CT) à rayons X pour visualiser en temps réel comment les fissures se forment près des bords des interfaces entre les matériaux des batteries. Les résultats pourraient aider les chercheurs à trouver des moyens d'améliorer les dispositifs de stockage d'énergie.

    "Les batteries à semi-conducteurs pourraient être plus sûres que les batteries lithium-ion et potentiellement contenir plus d'énergie, ce qui serait idéal pour les véhicules électriques et même les avions électriques, " a déclaré Matthew McDowell, professeur adjoint à la George W. Woodruff School of Mechanical Engineering et à la School of Materials Science and Engineering. « Technologiquement, c'est un domaine en mouvement très rapide, et il y a beaucoup d'entreprises intéressées par cela."

    Dans une batterie lithium-ion typique, de l'énergie est libérée lors du transfert d'ions lithium entre deux électrodes, une cathode et une anode, à travers un électrolyte liquide.

    Pour l'étude, qui a été publié le 4 juin dans la revue Lettres énergétiques ACS et a été parrainé par la National Science Foundation, l'équipe de recherche a construit une batterie à semi-conducteurs dans laquelle un disque en céramique solide était pris en sandwich entre deux morceaux de lithium solide. Le disque en céramique a remplacé l'électrolyte liquide typique.

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