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《...老汉按住老太亲乱吻乱摸,监控拍下了这一幕_悦目视频》剧情简介:当教练准备竣事互动时全红婵突然将碰拳手势转换为"比心"行动:五指张开作花朵状置于面颊两侧配合标记性眯眼笑这个突如其来的转变令外国教练怔愣2秒随后引发连锁反应——教练先是瞪大双眼继而双手捂脸退却半步耳廓显着泛红...老汉按住老太亲乱吻乱摸,监控拍下了这一幕_悦目视频林跃向着王斌打了个招呼两小我私家来到了草木门后面原位透射电子显微镜在能源质料和器件中的应用2019-06-29 16:42·研之成理▲第一作者:樊征;通讯作者:段镶锋黄昱黄建宇时玉萌;通讯单位:深圳大学加州大学洛杉矶分校论文DOI:10.1002/adma.201900608全文速览加州大学洛杉矶分校段镶锋团队与燕山大学黄建宇教授合作在 Advanced Materials 上揭晓了关于能源质料和器件中原位透射电子显微镜表证手艺的综述文章详细归纳总结了原位透射电子显微镜在可充放电储能系统、燃料电池、钙钛矿太阳能电池等新能源领域中的表证手艺并对未来表证手艺举行展望配景先容随着科学仪器手艺的一直生长先进的仪器装备开拓了我们探索未知领域的能力大到宇宙小到单个原子科学仪器的前进让科研职员实现了对物质内部相关反应的可视性和掌控性从而进一步实现科学手艺的突破新能源手艺的快速生长使科研职员聚焦于新型能量转换器件如可充放电电池、燃料电池和太阳能电池等在生长能量转换器件中使用先进的科学仪器直观的检测器件内部的化学反应和能量转换等反应细节关于优化和设计器件是至关主要的我们使用直观表证手艺探测储能器件中的重大化学反应、物相转化以及电流趋势关于研究能源转换的机理和笔笔起到至关主要的作用因此研究者开发一系列原位电子显微学手艺用于新型储能质料和器件在显微学手艺中原位扫描电子显微镜可以实时检测纳米质料的转变可是关于研究原子标准的结构动力学具有局限性原子力显微镜和扫描隧道显微镜虽然具有接触式丈量和原子级区分率的优势可是又仅局限于质料的外貌检测因此在研究能源质料和器件时原位透射电镜关于器件内部的化学反应和物相转变提供了直观的检测这种新要领为基础电化学反应研究提供了要害的手艺支持可以深入探索储能器件内部的电极质料结构转变、催化历程和衰减机制先进的原位扫描电子显微镜手艺为开拓高功率密度、高能量密度的稳固型新能源器件提供坚实的科研基础本篇综述我们将着重先容原位透射电子显微镜在表征能源质料方面的应用和希望首先简明回首原位TEM表征手艺在储能器件中的事情原理和生长历程其次我们将系统的总结原位TEM纳米电池手艺在锂离子电池、燃料电池和钙钛矿太阳能电池中的应用最后我们将讨论情形扫描电镜(ETEM)和低温冷冻电镜(cryo-EM)在探测新型能源质料和器件的应用研究起点近期加州大学洛杉矶分校段镶锋教授、黄煜教授和燕山大学黄建宇教授团结在 Advanced Materials 期刊上揭晓题为In Situ Transmission Electron Microscopy for Energy Materials and Devices 综述论文该事情首先先容了 TEM 实验杆从开放结构到关闭结构的演变历程系统的归纳了原位透射电镜在多种能源质料和器件中的实时检测手艺讨论了情形扫描电镜和冷冻电子电镜在表征清洁能源质料的要害手艺综述真对能源质料和器件原位透射电镜表证举行了详细的讨论和剖析比照最后讨论了原位透射电镜新手艺在储能器件中的新挑战图文剖析▲Figure 1. Development path of in situ TEM nanocells and their applications in the investigation of LIBs, chemical fuel cells, and PSCs. a) Open-cell setup for LIB investigation. b) Electrochemical liquid-cell setup for LIB investigation. c) Electrochemical liquid-cell setup for fuel cell investigation. d) Graphene liquid cell. e) Gas flow cell for PSC investigation.最初的原位透射电镜表征手艺主要研究单根纳米线电极在锂离子电池中的应用针对锂离子电池手艺保存的要害问题如电极质料中锂离子的嵌入/脱出、SEI 膜的形成、电池的衰减和稳固性等举行直观的探测和表征如图1随着仪器手艺的一直刷新与提高原位透射电镜表征能源器件从初级的视察单根纳米线电极逐步演酿成直观表征液体电化学储能系统、燃料电池的电化学性能、钙钛矿太阳能电池等先进的仪器科学手艺让我们更深入直观的掌握储能器件内部化学反应历程和能量转化历程原位透射电镜的应用将协助我们突破工艺手艺的限制有用开发新型能源质料和器件1. 原位 TEM 在可充放电离子电池中的应用▲Figure 2. In situ open-cell configurations used for studying the reaction mechanisms of LIB electrode materials. a,b) Intercalation reactions during the battery operation. a) The embrittlement of MWNT caused by Li-ion insertion/extraction. Scale bars: I) 100 nm, II) 25 nm, and III) 50 nm. Reproduced with permission. Copyright 2011, American Chemical Society. b) The movement of a phase transition region (PTR) in a LiMn2O4 nanowire cathode during the charging/discharging process. Reproduced with permission. Copyright 2015, American Chemical Society. c,d) Alloy reactions during the lithiation of silicon. c) Anisotropic swelling of a Si nanowire during lithiation. Scale bar: 100 nm. Reproduced with permission. Copyright 2011, American Chemical Society. d) Size-dependent fracture of a fully lithiated Si nanoparticle. Reproduced with permission. Copyright 2012, American Chemical Society. e,f) Conversion reactions on the electrode material. e) Conversion-reaction-based lithiation mechanism in an individual SnO2 nanowire. Reproduced with permission. Copyright 2013, American Chemical Society. f) Two-step intercalation conversion in the Fe3O4 lithiation process. Scale bar: 20 nm. Reproduced with permission. Copyright 2016, Nature Publishing Group.基于电极质料化学性子的差别可充放电离子电池的电极质料储能机理可以分为插层反应、合金化反应和转换反应生长开放式和闭合式结构的原位 TEM 及其测试手艺可以直接视察储能器件充放电历程中电极质料的电化学反应历程及微观结构转变2. 原位 TEM 缄口结构在燃料电池中的应用▲Figure 3. In situ closed cell for chemical fuel reaction investigation. a–c) Nanocatalyst growth trajectory observation. a) Direct observation of the growth of individual Pt nanoparticles. Scale bar: 5 nm. Reproduced with permission.Copyright 2009, The American Association for the Advancement of Science. b) The formation of a Pt3Fe nanorod from Pt3Fe nanoparticles. Scale bar: 2 nm. Reproduced with permission.Copyright 2012, The American Association for the Advancement of Science. c) Atomic-level observation of the facet growth of a Pt nanocube through a direct electron camera. Reproduced with permission.Copyright 2014, The American Association for the Advancement of Science. d,e) In situ observation of nanocatalyst degradation. d) Structural evolution of Pt–Fe nanocatalysts under an electrochemical reaction. Scale bar: 10 μm. Reproduced with permission. Copyright 2014, American Chemical Society. e) A specifically designed electrochemical TEM liquid cell using the actual ORR electrolyte (HClO4) for electrochemical characterization. Reproduced with permission. Copyright 2016, SAE International. f,g) In situ TEM closed cell plus UV characterization of the photocatalytic H2 evolution on anatase TiO2. f) Experimental setup of a fluidic TEM holder for in situ UV illumination. g) Photocatalysis evolution under UV exposure. f,g) Reproduced with permission.Copyright 2018, Nature Publishing Group.关于燃料电池原位 TEM 很是适适用于视察电池内部催化质料的老化历程具有液体存放单位的原位 TEM 可以检测 ORR 等液相电化学反应实时视察电催化剂的形貌和结构转变从而让原位 TEM 成为原子标准上的视察电化学反应的有力工具3. 原位 TEM 在钙钛矿太阳能电池中的应用▲Figure 4. In situ TEM approaches in perovskite solar cell investigation. a,b) Perovskite aging studies using an MEMS-based TEM heating cell. These investigations revealed the influence of the fabrication route on the stability of the perovskite solar cell. a) A MAPbI3-based perovskite degradation study through HAADF imaging. Scale bars: 200 nm. Reproduced with permission.Copyright 2016, American Chemical Society. b) An in situ heating test of MAPbI3 perovskite. Scale bar: 500 nm. Reproduced with permission. Copyright 2016, Nature Publishing Group. c–e) In situ gas-cell TEM investigations on the thermal degradation mechanisms of MAPbI3. c) A schematic of the in situ gas cell. d) Layer-by-layer degradation of the MAPbI3 perovskite. e) Theoretical calculations of the MAPbI3 degradation process. c–e) Reproduced with permission. Copyright 2017, Cell Press.钙钛矿太阳能电池因其所需的原质料储量富厚制备工艺简朴且可以接纳低温、低本钱的工艺实现高品质的薄膜而拥有诱人的远景然而基于钙钛矿的太阳能电池器件保存结构和组分的不稳固性等问题因此可以通过原位 TEM 实时视察钙钛矿质料的形貌演变和生长历程推进对钙钛矿质料的热降解机制深入明确4. 原位 TEM 在情形 TEM 中的应用▲Figure 5. In situ TEM nanocell approaches in ETEM for alkali metal–oxygen battery studies. a–c) In situ TEM electrochemistry investigations on Li–O2 nanobatteries. Scale bar: 50 nm. Reproduced with permission.Copyright 2017, Nature Publishing Group. d,e) In situ TEM electrochemistry investigations on Na–O2 nanobatteries. Scale bar: 300 nm. Reproduced with permission. Copyright 2018, American Chemical Society.在新能源手艺中金属空气电池由于其零污染和高理论容量而备受关注而金属空气电池需要在纯氧气气氛中事情ETEM 可以允许 TEM 样品室的气流抵达 20mbar这项手艺可以用于金属空气电池储能器件的原位表证研究实时展现了充放电历程、物相转化以及电化学反应历程5. 低温冷冻电子电镜在纳米电池中的研究▲Figure 6.Cryo-EM in Li dendrite and SEI layer characterization.a) An approach for preserving and stabilizing Li metal. Reproduced with permission. [184] Copyright 2017, The American Association for the Advancement of Science. b) Li metal deposition and stripping morphology with a mosaic and multilayer SEI nanostructure. Reproduced with permission.[75] Copyright 2018, Cell Press. c) EELS analysis of the carbon-bonding environment near the dendrites. Scale bars: 300 nm. Reproduced with permission.在金属锂电池储能系统中由于金属锂在空气和电子辐射下都不稳固古板的原位透射电镜手艺很难表证其电极结构为战胜这一难题通过生物冷冻电镜手艺的启发用液氮冷冻金属锂电极使电极坚持原有形态结构和化学信息纵然在电子束长时间辐射下锂金属枝晶形貌仍然坚持完整总结与展望随着原位表证手艺的快速生长原位 TEM 表证手艺已经突破多种手艺难题实现了电极质料的微纳结构与表界面的原位表征要领团结原位 TEM 探测电极质料的物相转变、晶体结构展现储能质料界面反应的原位演化纪律关于此偏向的手艺立异我们将有以下几方面提出展望:1. 实现以充放电时间为基准的四维成像手艺开发具有耐久性的原位表证手艺实时探测能源器件的完整使用周期内物相转换历程并与工业化能源器件相团结更精准的检测储能器件中的电极结构转变、循环充放电引起的热失效机理、催化剂老化等问题2. 当石墨烯作为的液体存放单位时可以有用忽略电子散射从而实现原子级区分率可是由石墨烯薄膜举行封装的液体存放器需要依赖电子束作为启动电化学反应的热源这种不可定量的热源倒运于视察电极质料的结构转变因此我们希望通过 MEMS 手艺制备电极原位加热系统在石墨烯液体存放空间实现可控的电化学热引发装置3. 一连开发适用于检测能源器件的多功效 TEM 样品台样品台的多功效化将开宣布征能源质料的新路径可以应用于多种实验条件的样品信息收罗例如整合压电传感器和氮气于 TEM 样品台用于表征锂金属电极和 SEI 的物相转变Zeptools 现在正在研发原位液氮 TEM-STM 团结样品台原位液相 TEM-STM 团结样品台原位气相 TEM-STM 团结样品台等4. 光学手艺的迅猛生长也给仪器表征手艺带来了新的研究要领康奈尔大学的 Muller 团队开发了新型的分层衍射图像重修手艺并自力研发电子检测相机在低事情电极(80kV)成像条件下仍能坚持区分率 0.04 nm这种突破性的希望为电极显微手艺在能源质料和器件中的应用开启了新的篇章心得与体会完成这篇综述最大的体会是差别领域之间合作所迸发出的火花以及感受到国际先进科学团队关于前沿仪器的推许并且一直运用于目今的热门问题这样的实践很是有利于开展一系列重大原创性理论的研究以取得国际领先的效果在文章准备的历程中深刻感受到了以段镶锋为代表的顶尖科学家们相互之间开诚布公精诚合作的态度相较于以往类似的综述本文驻足于实验仪器的生长这个最基础的研究基础更周全地归纳综合了透射电镜关于储能质料和器件生长的孝顺从而使得做出的展望更具有前瞻性和可靠性也使得文章顺遂被全球质料学科影响力居首的 Advanced Materials 期刊所收录关于本文的顺遂揭晓很是谢谢段镶锋教授黄昱教授黄建宇教授三位天下着名质料科学家的辛勤指导以及段曦东教授时玉萌教授的全力支持并且谢谢 梅琳博士Daniel Baumann 博士张立强博士和姚雨星同砚的协助文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201900608(点击文末?阅读原文?直达原文阅读)
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2025-09-24 16:45:29