Badanie materiałów katodowych metodą rentgenowskiej spektroskopii absorpcyjnej i emisyjnej

Seminarium wydziałowe

Dnia 2020-03-10 o godzinie 14:15 w sali 2011 Wydziału Fizyki UwB odbędzie się wykład, na którym dr Wojciech Olszewski z Katedry Fizyki Materii Skondensowanej Wydziału Fizyki UwB wygłosi wykład pt:

“ Badanie materiałów katodowych metodą rentgenowskiej spektroskopii absorpcyjnej i emisyjnej“

Serdecznie zapraszamy

Andrzej Maziewski

Rosnące zapotrzebowanie na przetwarzanie i magazynowanie energii wymaga ciągłego rozwoju materiałów katodowych do akumulatorów o wyższych gęstościach energii. Ważne jest również spełnienie szeregu wymagań, takich jak opłacalność, bezpieczeństwo, przyjazność dla środowiska i możliwość uruchomienia produkcji na dużą skalę. Ogólnie wiadomo, że powszechność baterii opartych na jonach litu wynika z wybitnych parametrów elektrochemicznych litu, takich jak mały rozmiar jonowy i niski potencjału redoks. Ostatnio jednak akumulatory sodowo-jonowe przyciągają wielką uwagę ze względu na ich potencjalną użyteczność wynikającą z naturalnej obfitości i niskiej toksyczności sodu.

Żywotność i wydajność baterii są ściśle związane z odwracalnością reakcji deinterkalacji i interkalacji. Podczas procesów ładowania/rozładowywania struktura krystaliczna katody może ulegać zmianom, które mają bezpośredni wpływ na odwracalność, szybkość migracji jonów w katodzie, jak również całkowitą pojemność baterii.

Lokalnych dystorsji struktury krystalicznej nie można wykryć konwencjonalnymi technikami dyfrakcji. Z tego powodu rentgenowska spektroskopia absorpcyjna (XAS) i emisyjna (XES) są najbardziej odpowiednimi technikami dostępu do lokalnej struktury w funkcji stanu ładunku, zapewniając jednocześnie dostęp do uzupełniających informacji o właściwościach elektronowych badanych materiałów.

Przedstawiony zostanie wpływ interkalacji/deinterkalacji na lokalne właściwości elektronowe i strukturalne różnych materiałów katodowych. Uzyskane wyniki wyraźnie wskazują, iż lokalne przesunięcia atomowe, nieporządek oraz zmiany sił wiązania, są głównymi czynnikami ograniczającymi odwracalność dyfuzji jonów oraz wewnętrzną pojemność akumulatorów.