science
Des chercheurs de l’UH développent une technologie d’imagerie 3D t
Alors que le monde réduit sa dépendance aux combustibles fossiles, les industries et les fabricants se tournent vers les batteries lithium-ion pour alimenter les machines qui rendent la vie moderne possible. Ces batteries alimentent les véhicules électriques, les téléphones portables, les drones, les robots aspirateurs et autres machines et seront un élément essentiel de la transmission de puissance.
Mais il y a un problème avec les batteries lithium-ion : à mesure qu’elles vieillissent et se chargent, des dendrites se développent. Une équipe de recherche de l’Université de Houston tente de résoudre le problème des dendrites en étudiant comment ces structures se développent sur des batteries. Les dendrites sont des structures épineuses qui s’accumulent sur les anodes des batteries. Ces structures raccourcissent la durée de vie des batteries, entravent leur capacité à supporter une charge et les courts-circuits peuvent entraîner des risques pour la sécurité des machines, tels que des incendies de batterie.
« En comprenant comment les dendrites se développent sur les batteries, nous pouvons identifier des solutions chimiques et physiques pour empêcher la croissance des dendrites, ce qui est essentiel pour développer la prochaine génération de batteries », Xiaonan Shan, professeur adjoint de génie électrique et informatique à la Collin School of Engineering de l’UH.
Chan et son équipe ont développé un « nouveau microscope 3D in situ » pour imager et étudier les environnements électrochimiques in situ et pour comprendre où les dendrites commencent dans les batteries. À l’aide d’un microscope 3D, de minuscules caméras et d’autres techniques d’imagerie informatique, Chan et son équipe ont pu cartographier géométriquement la façon dont les batteries ont initialement évolué en dendrites.
Les résultats ont été récemment publiés dans la revue matériaux énergétiques avancés.
« C’est important car la plupart des chercheurs sur les batteries utilisent traditionnellement des mesures électrochimiques pour mesurer toute la surface ou la batterie interne, de sorte qu’ils ne savent pas ce qui se passe à l’intérieur de la batterie », a déclaré Chan, un auteur correspondant de l’article. Guangxia Feng, étudiante diplômée en génie électrique et informatique, est l’auteur principal. Il a ajouté que la plupart des fabricants de batteries se concentrent sur la partie matérielle du développement de la batterie, de sorte que les nouveaux matériaux mettent l’accent sur les performances.
« Grâce à ce processus, les fabricants pourraient théoriquement fabriquer des batteries plus performantes en se concentrant sur la conception structurelle des batteries qui inhibe la croissance des dendrites », a noté Chan. « Dans la prochaine étape, nous utiliserons cette technologie pour concevoir des batteries au zinc (zinc-carbone) très efficaces. »
Les auteurs rejoignant Shan et Feng sur l’article sont Jiaming Guo, Yaping Shi, Xiaoliang, Xu Yang et David Mayerich, tous du département de génie électrique et informatique de l’UH ; et Huajun Tian, Zho Li et Yang Yang de l’Université de Floride centrale.
magazine
matériaux énergétiques avancés
méthode de recherche
analyse d’imagerie
sujet de recherche
Ne peut pas être appliqué
Le titre de l’article
Sondez les influences environnementales électrochimiques localisées et la dynamique d’interaction des électrodes des batteries métalliques à l’aide de la microscopie ponctuelle 3D.
La date de publication de l’article
16 décembre 2021
Déclaration de conflit d’intérêts
La croissance incontrôlable des dendrites est étroitement liée à des environnements de réaction erratiques. Cependant, il y a un manque de compréhension et de méthodes d’analyse pour sonder l’environnement électrochimique local (LEE). Ici, les effets de LEE, y compris les concentrations d’ions localisées, la densité de courant et le potentiel électrique, sur la dynamique de revêtement/décapage et la réduction de débranchement sont étudiés. Une nouvelle technique de microscopie 3D in situ a été développée pour visualiser la dynamique morphologique et la vitesse de dépôt des processus de revêtement/décapage de zinc sur les anodes 3D Zn-Mn. À l’aide d’une microscopie 3D in situ, les changements de morphologie des électrodes au cours des réactions sont directement imagés et des cartes de taux de dépôt de Zn sont obtenues à différents moments. On constate que la cinétique de la réaction est étroitement liée au LEE et à la morphologie des électrodes. Pour estimer davantage les effets de LEE, une technique de jumeau numérique est utilisée qui permet un calcul précis des environnements électrochimiques, tels que les concentrations d’ions localisées, la densité de courant et le potentiel électrique, qui ne peuvent pas être mesurés directement à partir d’expériences. On constate que la courbure de la surface de l’électrode 3D détermine le LEE et influence de manière significative la cinétique de la réaction. Cela fournit une nouvelle stratégie pour réduire la formation de dendrites en concevant et en optimisant la géométrie 3D de l’électrode de commande LEE.
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Des satellites surveillent des groupes d' »araignées » répartis dans une ville inca sur Mars
Des caractéristiques saisonnières ressemblant à des araignées ont été repérées poussant à travers les fissures de la surface de Mars. Azerbaïdjanactualités Citation de rapports Site Space.com.
Le vaisseau spatial Mars Express de l'Agence spatiale européenne a capturé de nouvelles images de petites structures sombres ressemblant à des araignées se précipitant dans une région de Mars connue sous le nom de Cité Inca, près du pôle sud de la planète rouge.
Ce phénomène apparaît lorsque la lumière du soleil printanière réchauffe les couches de dioxyde de carbone déposées pendant le sombre hiver martien. À son tour, la glace de dioxyde de carbone dans la couche inférieure se transforme en gaz, qui s'accumule et finit par briser la glace sus-jacente qui mesure jusqu'à 1 mètre d'épaisseur, selon un communiqué de l'Agence spatiale européenne.
Le gaz qui s'échappe transporte la poussière sombre du sol vers le haut, forçant finalement la poussière à sortir des couches supérieures de glace comme l'eau d'un geyser avant de se déposer à la surface. Cela crée des formations d'araignées fracturées de 0,03 à 0,6 miles (45 mètres à 1 kilomètre) de largeur.
La cité inca de Mars, officiellement connue sous le nom de Labyrinthe d'Angostos, présente une grille linéaire presque géométrique de collines comme les monuments incas sur Terre. Il fait partie d'une formation circulaire d'environ 86 km de large, ce qui suggère qu'il pourrait s'agir d'un cratère d'impact strié formé par de la lave s'élevant à travers la croûte fracturée de Mars et s'érodant au fil du temps.
« Nous ne savons toujours pas exactement comment la ville inca s'est formée », ont déclaré les responsables de l'ESA dans le communiqué. « Les dunes auraient pu se transformer en pierre au fil du temps. Peut-être que des matériaux tels que du magma ou du sable se sont infiltrés à travers des feuilles brisées de roche martienne. Ou encore les crêtes pourraient être des structures dentelées associées aux glaciers. »
Les dernières images de la cité inca ont été capturées par la caméra stéréo haute résolution (HRSC) de Mars Express le 27 février 2024, pendant la saison d'automne martienne. L'instrument Cassis (Color and Surface Imaging System) à bord de l'ExoMars Trace Gas Orbiter de l'ESA a documenté les mêmes caractéristiques en forme d'araignée près du pôle sud de Mars le 4 octobre 2020. Le prochain équinoxe de printemps martien aura lieu le 12 novembre 2024.
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Qui sera le premier à piloter le vaisseau spatial Boeing Starliner le mois prochain ?
Boeing devrait lancer sa capsule Starliner dans l'espace le mois prochain, et elle sera pilotée par deux astronautes qualifiés de la National Aeronautics and Space Administration (NASA). NBC mentionné.
Les astronautes de la NASA Barry « Butch » Wilmore et Sunita Williams seront les premiers dans l'espace à bord du premier vol d'essai en équipage de Boeing vers la Station spatiale internationale (ISS) le 6 mai.
Ils sont arrivés jeudi au Kennedy Space Center de l'agence en Floride et y resteront jusqu'au lancement.
« C'est là que le caoutchouc rencontre la route, là où nous quittons cette planète, et c'est plutôt cool », a déclaré Williams lors d'une conférence de presse après son arrivée.
Des astronautes vétérans et d’anciens pilotes d’essai de l’US Navy ont été sélectionnés par la NASA en 2022.
Wilmore, originaire du Tennessee et commandant de mission, a effectué deux vols spatiaux précédents, passant 178 jours dans l'espace.
Il a piloté la navette spatiale Atlantis jusqu'à la station spatiale en 2009 et s'est lancé en orbite à bord d'un vaisseau spatial russe Soyouz en 2014 en tant que membre de l'équipage de l'Expédition 41.
Williams, originaire du Massachusetts, est le pilote de mission qui a déjà effectué deux séjours à bord de la Station spatiale internationale, totalisant 322 jours dans l'espace.
Elle s’est d’abord envolée vers la Station spatiale internationale à bord de la navette spatiale Discovery et y est restée environ six mois.
En 2012, Williams est retourné dans l’espace à bord d’un vaisseau spatial Soyouz de fabrication russe, où il est resté environ quatre mois.
Les astronautes vont désormais passer la semaine prochaine à travailler sur des exercices de préparation et d'entraînement de dernière minute, selon la NASA.
Si l’équipage parvient à la Station spatiale internationale, il y passera environ une semaine avant de retourner sur Terre.
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Le brouillard rencontre les montagnes des Salomon
Prise par un astronaute à bord de la Station spatiale internationale oblique – oblique Une photo des monts Salomon, au centre du Pakistan. Cette amplitude est due à la lente collision des plaques tectoniques indienne et eurasienne qui a commencé il y a environ 60 millions d'années. Les sommets s'élèvent à plus de 3 000 mètres (10 000 pieds) au-dessus du niveau de la mer dans la partie nord de la chaîne de montagnes, comme le montre cette image.
Les monts Salomon forment une barrière naturelle entre les plateaux à l'ouest et la vallée de l'Indus à l'est. Les vents soufflant de l'océan Indien et de la plaine inondable de l'Indus transportent l'humidité et les particules vers l'intérieur des terres, provoquant des inondations. Un mélange de brume, de brume et de nuages Se former du côté sous le vent de la chaîne de montagnes.
Les nuages et le brouillard ne peuvent pas traverser les terrains montagneux de haute altitude. Flux forcé du terrain Au lieu de cela, des conduits d'air autour de la cuisinière. Cependant, un petit courant de vapeur peut être vu passer à travers des brèches dans la barrière près de la ville de Dana Sar, où il traverse une vallée de montagne.
Une caractéristique unique de la photographie des astronautes de la Terre est la capacité des membres de l'équipage à mettre en valeur les caractéristiques du paysage en prenant des photos de Attentes – Opinions Autre que le rectum (anadir). Cette photo profite de la vue oblique pour mettre en valeur la robustesse des monts Salomon en mettant en valeur les ombres créées par le terrain.
Photo d'un astronaute ISS070-E-42565 Acquis le 17 décembre 2023 avec un appareil photo numérique Nikon D5 utilisant une focale de 460 mm. Il est fourni par l’installation d’observation de la Terre de l’équipage de la Station spatiale internationale et l’unité des sciences de la Terre et de télédétection du Johnson Space Center. La photo a été prise par l'un des membres Equipage d'expédition 70. L'image a été recadrée et améliorée pour améliorer le contraste, et les éléments de lentille ont été supprimés. le Programme de la Station spatiale internationale Accompagne le laboratoire dans le cadre de Laboratoire national de l'ISS Aider les astronautes à prendre des images de la Terre qui seront d'une grande valeur pour les scientifiques et le public, et rendre ces images librement accessibles sur Internet. Des photos supplémentaires prises par les astronautes et les astronautes peuvent être consultées sur NASA/JSC Portail pour les photographies de la Terre par les astronautes. Commentaire de Kadan Cummings, Jacobs, contrat JETS II à la NASA-JSC.
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