Batteries lithium-soufre (Li-S), qui emploient du soufre comme cathode et du lithium métallique comme matériaux d'anode, ont été largement désignés comme l'un des systèmes de stockage électrochimique de nouvelle génération les plus prometteurs en raison de son faible coût et de sa capacité théorique élevée. Cependant, la dissolution de son produit lithié (polysulfures de lithium) dans l'électrolyte limite l'application pratique des batteries lithium-soufre, entraînant finalement une mauvaise performance du cycle et d'autres inconvénients, telles qu'une décoloration rapide de la capacité.

Une étude récente, affilié à UNIST a fait une découverte surprenante qui pourrait résoudre ce problème. Dans l'étude, publié dans le numéro du 27 juillet du Journal de l'American Chemical Society (JACS) , l'équipe de recherche a démontré que les particules de soufre peuvent être encapsulées hermétiquement en tirant parti des propriétés uniques des matériaux bidimensionnels, comme le bisulfure de molybdène (MoS 2 ). Cette percée a été menée par le professeur Hyun-Wook Lee de l'École d'ingénierie énergétique et chimique de l'UNIST en collaboration avec une équipe de recherche, basé à Singapour.

Le revêtement MoS aide à prévenir les fuites et la sublimation du soufre dans un environnement sous vide poussé, mais il y a eu peu d'observations en microscopie électronique à transmission (MET) in situ et de compréhension de ce nouveau matériau dans les batteries à Singapour. Pour évaluer l'expansion de volume de MoS 2 -sphères creuses de soufre encapsulées, Le professeur Lee et son équipe ont réalisé une étude MET in situ du processus de lithiation au soufre dans l'étude.

« Singapour manque actuellement de spécialistes en MET in situ, " dit le professeur Lee, l'un des très rares spécialistes MET in situ au monde. "Nos résultats fournissent des informations précieuses sur la chimie de lithiation du soufre à l'échelle nanométrique."

La microscopie électronique à transmission (MET) est une technique d'imagerie qui permet d'étudier directement les détails structurels intimes d'une grande variété de nanomatériaux, notamment les nanomatériaux à base de carbone, dont le graphène. Ils sont coûteux, grand, instruments encombrants qui nécessitent une formation importante et des compétences spécialisées. Cela entrave l'observation in situ en temps réel du cycle de charge-décharge des batteries Li-S.

Le professeur Lee est devenu un expert dans ce domaine après la première exposition à la MET pendant son séjour au KAIST. A l'Université de Stanford, en tant que stagiaire postdoctoral, il travaillait jour et nuit, lutte avec TEM. Ces expériences lui ont permis de travailler avec succès et de répondre aux demandes du marché des batteries lithium-ion pour construire de meilleures batteries.

"Le TEM est un outil microscopique d'une puissance impressionnante qui existe aujourd'hui, capable de produire une haute résolution, des images détaillées d'un nanomètre, " dit le professeur Lee. " Mon expérience dans le traitement de la TEM à la fois au KAIST et à l'Université de Stanford m'a guidé et nourri pour devenir un expert en TEM in situ. "