Зарядка аккумуляторов электромобилей в суровые зимы Итаки может быть сложной задачей ❄️, а экстремальные холода сокращают запас хода. Но и жара создает проблемы: высокие температуры вызывают разрушение компонентов батарей и даже могут привести к катастрофическим поломкам 🔥.
Для широкого внедрения электромобилей 🚗 необходимы безопасные и быстрозаряжаемые литий-ионные аккумуляторы, способные работать при любых температурах. Но чтобы этого достичь, ученым нужно понять, как материалы в батареях меняются под воздействием химических реакций при нагреве или охлаждении 🔬.
Химики из Корнелльского университета во главе с Яо Яном разработали революционный метод диагностики батарей в экстремальных условиях! 🌡️ Используя электронную микроскопию в режиме реального времени, они научились «снимать фильмы» о том, как материалы меняются при перепадах температур 🎥.
Работа проведена совместно с Эриком Тиди, чья группа создала алгоритмы для анализа гигабайтов данных с микроскопа. Результаты опубликованы в Journal of the American Chemical Society 📰.
«Теперь мы можем изучать работу батарей даже при –50°C (Арктика! ❄️) и реакции катализаторов до 300°C — как в двигателях авто», — говорит Янг.
Ученые использовали электроды для контроля электрохимии в широком температурном диапазоне. Проект длился 3 года и включал коллаборацию с компанией Protochips Inc. 🤝
«Мы создаем нанокатализаторы для сокращения выбросов углерода и производства «зеленого» водорода», — добавляет Янг. Проект поддерживают исследователи из Южной Кореи и Испании 🌍.
Команда Тиди разработала ИИ-алгоритмы 🧠 для анализа гигантских объемов данных с микроскопа: «Эти эксперименты открывают новые горизонты для совместной работы теории и практики!»
Среди соавторов — студенты, постдоки и выпускники Корнелла, включая Йимо Хана из Университета Райса 🎓.
Материал предоставлен Корнелльским университетом.
🔗 Больше о химии: [Physics Forums](https://www.physicsforums.com/forums/chemistry.83/)