Ithaca’nın şaxtalı qışında elektrik avtomobillərinin akkumulyatorlarını doldurmaq çətin ola bilər və dondurucu temperatur da sürüş məsafəsini azaldır. İsti hava da eyni dərəcədə çətin ola bilər, batareya materiallarının parçalanmasına və ola bilsin ki, fəlakətli uğursuzluğa səbəb ola bilər.

Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin (EV) geniş şəkildə qəbul edilməsi üçün təhlükəsiz və sürətli doldurulan litium-ion batareyaları həddindən artıq temperaturda işləyə bilməlidir. Lakin buna nail olmaq üçün elm adamları EV-lərdə istifadə olunan materialların temperaturla əlaqəli kimyəvi reaksiyalar zamanı necə dəyişdiyini başa düşməlidirlər ki, bu, hələlik çətin bir məqsəddir.

İndi Yao Yanqın rəhbərlik etdiyi Kornel kimyaçıları Ph.D. ’21, İncəsənət və Elmlər Kollecində kimya və kimyəvi biologiya kafedrasının dosenti, elektron mikroskopiyadan istifadə edərək, ekstremal iqlimlərdə batareyanın nasazlığının arxasında duran mexanizmləri diaqnoz etmək üçün bir üsul inkişaf etdirdi. Onların ilk növ operando (“işləyən”) elektrokimyəvi ötürücü elektron mikroskopiyası (TEM) onlara kimyanı hərəkətdə izləməyə və temperaturun dəyişməsi zamanı enerji materiallarına nə baş verdiyini göstərən real vaxt filmləri toplamağa imkan verir.

İş kimya və kimyəvi biologiya (A&S) kafedrasının dosenti Erik Thiede ilə sıx əməkdaşlıqda həyata keçirilib. Thiede qrupu TEM tərəfindən yaradılan filmləri təhlil etmək üçün yeni məlumat təhlili alqoritmləri hazırlayıb. Onların “Operando Heating and Cooling Electrochemical 4D-STEM Probing Nanoscale Dynamics at Solid-Liquid Interfaces” adlı məqaləsi mayın 23-də Journal of the American Chemical Society jurnalında dərc olunub .

“Bizim indi həddindən artıq soyuq Arktika iqlimlərində olduğu kimi mənfi 50 dərəcə Selsiyə (mənfi 58 dərəcə Fahrenheit) qədər batareyanın işləməsini və bir çox sənaye katalizatorlarında və hər bir katalizatorda olduğu kimi 300 dərəcə Selsi (572 dərəcə Fahrenheit) katalizatorun aktivləşməsini və deqradasiyasını araşdırmaq imkanımız var.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1748073227&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-pictures-movies-ev-battery-failure.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1748073222587&bpp=6&bdt=67&idt=99&shv=r20250521&mjsv=m202505200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748073022%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748073022%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748073022%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C1521x730&nras=2&correlator=1846505414556&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2101&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092113%2C95353387%2C95360812%2C95360814%2C31092611%2C95361620%2C95359265%2C95360959%2C95360801&oid=2&psts=AOrYGskgogMUcy8NXKUIgjZycjCpfe83XAiv7mV2I3c38brJ5JANCu1PK0y6_nW-FcCvp9943h2YRLBl00c-9b_IResPr0Yq&pvsid=4699074059056709&tmod=771716099&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=5027

Tədqiqatçılar bu tam temperatur diapazonuna çıxışla kəmiyyət elektrokimyasına nail olmaq üçün üç elektrodlu elektrokimyəvi dövrə və iki elektrodlu istilik və soyutma sxemindən istifadə ediblər.Oyna

00:00

00:35SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

OynaCu dendritlərinin operando elektrokimyəvi 4D-STEM-in 2D elektron difraksiya nümunəsi olan hər piksellə 2D STEM təsviri ətrafında skan edən elektron şüası ilə animasiyası. Kredit: Amerika Kimya Cəmiyyətinin jurnalı (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c05005

Yangın qrupu Şimali Karolinadakı sənaye tərəfdaşı Protochips Inc ilə əməkdaşlıq edərək üç ildir ki, TEM alətinin inkişafı üzərində işləyir. Onun işi daha təhlükəsiz və daha sürətli doldurulan litium batareyaları işə salmaq, həmçinin yaşıl hidrogen istehsalı üçün suyun parçalanması üçün enerji materiallarını öyrənmək üçün elektrokimyəvi metodların işlənib hazırlanmasını irəliləyir.

“Biz həmçinin davamlı maye yanacaqlara karbon emissiyalarının azaldılması üçün nanokatalizatorlar layihələndirmişik, bu səylər qlobal iqlim dəyişikliyi probleminin həllinə kömək edir” dedi Yang. Bu layihə həmmüəlliflər, Koreyalı Sejong Elmi Təqaüdçüsü Sungin Kim və kimya üzrə doktoranturadan sonrakı tədqiqatçılar Valentin Briega-Martos tərəfindən birgə idarə olunur.

Thiede-nin tədqiqatı əvvəlcə zülal strukturlarının kriogen elektron mikroskop təsvirlərini təhlil etmək üçün yeni maşın öyrənməsi və süni intellekt alqoritmlərinin işlənib hazırlanmasına yönəlmişdi .

“Sonra mən başa düşdüm ki, qrupumuzun alqoritmləri Yang qrupunun gigabayt-terabayt mikroskopik şəkillərinin və filmlərinin avtomatlaşdırılmış təhlilində də inanılmaz dərəcədə faydalıdır” dedi Thiede.

“Yanq qrupunun topladığı məlumatlar hər bir hesablamaçı alimin arzusudur. Bu, bizə yeni elmi hadisələri görməyə imkan verir, lakin o qədər mürəkkəbdir ki, onları təhlil etmək yeni alqoritmlər tələb edir və bu, bizə birgə təcrübə-nəzəriyyə yanaşmasının gücünü hiss etdirir.”

Digər həmmüəlliflər arasında Thiede qrupunun AI və enerji materialları üçün maşın öyrənmə səylərinə rəhbərlik edən Cornell Schmidt AI Təqaüdçüsü Kwanghwi Je; Yafet Negash ’27; kimya üzrə doktorluqdan sonrakı tədqiqatçılar Shikai Liu və Juhyung Choi; kimya birinci kursu Ph.D. tələbələr Zhijing (Zora) Zhang, Rafael Guzman-Soriano, Wenqi Li və Jiahong Jiang; və Yimo Han, Ph.D. ’17, Rays Universitetində dosent.

Ətraflı məlumat: Sungin Kim və digərləri, Operando Heating and Cooling Electrochemical 4D-STEM Probing Nanoscale Dynamics at Solid-Liquid Interfaces, Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c05005

Jurnal məlumatı: Amerika Kimya Cəmiyyətinin jurnalı 

Cornell Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir