Träumen Sie von dem Tag, an dem ein Stopp an der Ladestation so kurz sein wird wie ein Stopp an der Tankstelle?
In einem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Jouleein Forschungsteam der McGill University und der University of Quebec bei Montreal (Montreal ist sowohl eine Verwaltungsregion als auch eine Metropole von Quebec[2]. So groß…) (UQAM) kündigt die Entwicklung einer innovativen Methode an, die eine Echtzeitbeobachtung der in Spielen ablaufenden physikalischen Prozesse ermöglicht flüssig (Die flüssige Phase ist ein Zustand der Materie. In dieser Form ist Materie…) und Feststoff der Zellen, aus denen die Ionenbatterie besteht Lithium (Lithium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Li und der Ordnungszahl 3.)allgemein als „Li-Ionen-Akku“ bezeichnet.
Indem diese Entdeckung es uns ermöglicht, die Faktoren, die die Lade- und Entladegeschwindigkeit von Li-Ionen-Batterien beeinflussen, besser zu verstehen, könnte es möglich sein, das Laden elektronischer Geräte und Fahrzeuge des täglichen Gebrauchs zu beschleunigen, um nicht zu sagen: wesentlich: Laptop (Ein tragbarer Computer, Laptop (in der Schweiz) oder auch tragbarer PC ist ein Personalcomputer, der…)Handy sowie Fahrrad, Roller (Der Roller (vom englischen Verb „to scoot“, was „skaten“, also Roller bedeutet) oder Scout…) und Elektroautos.
Unter der Leitung von Janine Mauzeroll und Steen B. Schougaard, beide Professoren für Chemie an der McGill University bzw. UQAM, besteht das Team von Forschung (Unter wissenschaftlicher Forschung versteht man in erster Linie alle Maßnahmen, die mit dem Ziel durchgeführt werden…) arbeitete in Zusammenarbeit mit einer Einrichtung von Synchrotronstrahlung (Synchrotrons, Synchro-Zyklotrons und Zyklotrons beziehen sich auf verschiedene Arten von Beschleunigern …)zu europäisch Synchrotron (Der Begriff Synchrotron bezeichnet ein großes elektromagnetisches Instrument, das…) Strahlung (Strahlung ist eine Übertragung von Energie in Form von Wellen oder Teilchen, die…) Einrichtung (ESRF). Mithilfe sehr intensiver Röntgenstrahlung konnte das Team in Echtzeit die Veränderungen der Lithiumkonzentration beobachten, die in den Zellen einer Li-Ionen-Batterie beim Laden oder Entladen auftreten.
„Während des Ladens oder Entladens der Batterie bewegt sich Lithium durch die Zelle, sowohl in einem flüssigen Elektrolyten als auch in einem festen aktiven Material, und die Geschwindigkeit seiner Reise hängt im Allgemeinen von der Geschwindigkeit ab, mit der es von der Seite der Zelle zur anderen gelangen kann die andere durchläuft diese beiden Phasen“, erklärt Jeremy Dawkins, der an diesem Projekt gearbeitet hat Doktorand (Ein Doktorand ist ein engagierter angehender Forscher unter der Aufsicht eines Direktors von…) in den Laboren der Professoren Schougaard und Mauzeroll. „Wir sind die ersten, die eine Methode beschreiben, die es ermöglicht, dem zu folgen Schicht (In der Geometrie ist eine Verschiebung eine Ähnlichkeit, die Abstände und Winkel beibehält …) Lithium in der flüssigen und festen Phase einer Li-Ionen-Batterie während des Betriebs zu untersuchen und gleichzeitig die Leistung einer Zelle auf molekularer Ebene zu quantifizieren.“
Dieser Fortschritt könnte natürlich Auswirkungen auf die hochspezialisierte Forschung im Bereich Batterien haben, aber auch auf das tägliche Leben der einfachen Leute, d. h. der Benutzer elektronischer Geräte und Elektrofahrzeuge. „Der Vorteil dieser Arbeit besteht darin, dass sie Forschungsteams ein innovatives Werkzeug zur Untersuchung der Leistung von Li-Ionen-Batterien an die Hand gibt, das viele Perspektiven eröffnet, die bisher nicht möglich waren“, fährt Jeremy Dawkins fort. Wir hoffen, dass sie die Batterieforschung voranbringen werden schneller, zum Beispiel durch eine viel schnellere Verbesserung der Architektur der Elektroden. Die Leistung der Batterien, die wir täglich nutzen, könnte dadurch verbessert werden.“
Das Forschungsteam freut sich, dass es seine Studie trotz COVID-19 erfolgreich abschließen konnte. Tatsächlich waren die Forscher der McGill University und der UQAM in Montreal, aber die ESRF – die Einrichtung, in der die Berechnungen durchgeführt wurden – befindet sich in Grenoble, Frankreich. Im Jahr 2020 schränkten die öffentlichen Verwaltungen jedoch den Reiseverkehr ein Pandemie (Eine Pandemie (von altgriechisch πᾶν / pãn (alle) und…), wurde das Schicksal der Studie plötzlich ungewiss. „Die Fakultät für Naturwissenschaften an der McGill University und die Fakultät für Naturwissenschaften der UQAM gewährten Ausnahmen, die es den Teammitgliedern erlaubten, zu reisen, damit die Bewertungen durchgeführt werden konnten“, erinnert sich Professor Mauzeroll. „Unsere Mitarbeiter am ESRF in Frankreich haben ihr Möglichstes getan, um unsere Proben mitten in der Pandemie auszuwerten“, fügt Jeremy Dawkins hinzu. Mit Willenskraft und einer guten Portion Glück gelang es uns, in der kurzen Zeit die Auswertungen durchzuführen, die wir brauchten uns zur Verfügung stehen.
Die von Jeremy Dawkins, Janine Mauzeroll et al. durchgeführte Studie „Mapping the total lithium inventory of Li-ion batteries“ wurde in veröffentlicht Joule.
