Arriba se muestra el coeficiente de difusión de litio en esferas huecas de azufre encapsuladas en MoS2 basadas en un estudio TEM in situ. Crédito:UNIST
Baterías de litio-azufre (Li-S), que emplean azufre como cátodo y litio metálico como materiales de ánodo, han sido ampliamente nominados como uno de los sistemas de almacenamiento electroquímico de próxima generación más prometedores debido a su bajo costo y alta capacidad teórica. Sin embargo, la disolución de su producto litiado (polisulfuros de litio) en el electrolito limita la aplicación práctica de las baterías de azufre de litio, eventualmente resultando en un bajo rendimiento del ciclo y otros inconvenientes, como el desvanecimiento rápido de la capacidad.
Un estudio reciente, afiliado a UNIST ha hecho un descubrimiento sorprendente que podría solucionar este problema. En el estudio, publicado en el número del 27 de julio de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense (JACS) , el equipo de investigación demostró que las partículas de azufre se pueden encapsular herméticamente aprovechando las propiedades únicas de los materiales bidimensionales, como el disulfuro de molibdeno (MoS 2 ). Este avance ha sido dirigido por el profesor Hyun-Wook Lee en la Escuela de Energía e Ingeniería Química de UNIST en colaboración con un equipo de investigación. con sede en Singapur.
El revestimiento de MoS ™ ayuda a prevenir las fugas y la sublimación de azufre en entornos de alto vacío, pero ha habido poca observación y comprensión por microscopía electrónica de transmisión (TEM) in situ de este nuevo material dentro de las baterías en Singapur. Evaluar la expansión de volumen de MoS 2 -esferas huecas de azufre encapsuladas, El profesor Lee y su equipo llevaron a cabo un estudio TEM in situ del proceso de litiación del azufre en el estudio.
"Singapur carece actualmente de especialistas en TEM in situ, "dice el profesor Lee, uno de los pocos especialistas en TEM in situ en el mundo. "Nuestros resultados proporcionan información valiosa sobre la química de litiación del azufre a nanoescala".
Crédito:Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan
La microscopía electrónica de transmisión (TEM) es una técnica de obtención de imágenes que permite la investigación directa de los detalles estructurales íntimos de una amplia variedad de nanomateriales. especialmente nanomateriales a base de carbono, incluido el grafeno. Son costosos grande, instrumentos engorrosos que requieren una gran cantidad de formación y habilidad especializada. Esto dificulta la observación in situ en tiempo real del ciclo de carga-descarga de las baterías Li-S.
El profesor Lee se convirtió en un experto en este campo después de la primera exposición a TEM durante su tiempo en KAIST. En la Universidad de Stanford, como becario postdoctoral, trabajaba día y noche, luchando con TEM. Esas experiencias le han permitido trabajar con éxito y satisfacer las demandas del mercado de baterías de iones de litio para construir mejores baterías.
"TEM es una herramienta microscópica impresionantemente poderosa que existe en la actualidad, capaz de producir alta resolución, imágenes detalladas de un nanómetro de tamaño, ", dice el profesor Lee." Mi experiencia en tratar con TEM tanto en KAIST como en la Universidad de Stanford me ha guiado y alimentado para convertirme en un experto en TEM in situ ".
