Metodă cu raze X pentru prezicerea comportamentului anionilor, cu aplicații în baterii de durată mai lungă
O nouă modalitate de a măsura modul în care materialele interacționează la nivel atomic ar putea ajuta cercetătorii să dezvolte baterii cu performanțe mai bune și durată de viață mai lungă. Cercetători de la University of East London au co-dezvoltat o metodă de prezicere a comportamentului diferitelor substanțe chimice, care ar putea ajuta la identificarea materialelor cel mai probabil să îmbunătățească performanța, de exemplu în baterii, fără a se baza pe experimente costisitoare și consumatoare de timp.
Metoda se concentrează asupra anionilor — particule încărcate negativ care joacă un rol important în baterii și în multe alte procese chimice. Diferiți anioni interacționează în moduri variate cu alte substanțe, iar disponibilitatea lor de a-și împărtăși electronii cu alți atomi poate afecta comportamentul lor în reacțiile chimice.
Studiul, publicat în Journal of the American Chemical Society, introduce o modalitate de a măsura modul în care diferite substanțe chimice interacționează cu materialele utilizate în baterii. Folosind spectroscopia fotoelectronică cu raze X (XPS), care funcționează prin proiectarea razelor X pe un material pentru a identifica exact ce elemente sunt prezente și cum sunt legate chimic, cercetătorii au măsurat cât de strâns își păstrează electronii anumiți atomi din cadrul anionilor. Ulterior, au utilizat modelarea computerizată pentru a recrea virtual aceste măsurători, permițându-le să prezică comportamentul celor mai promițătoare materiale pentru baterii fără teste extinse de laborator.
Aplicațiile potențiale s-ar putea extinde dincolo de baterii. Cercetătorii speră că descoperirile lor ar putea fi folosite în cele din urmă pentru a construi o bază de date cu numeroase elemente diferite, care ar putea alimenta învățarea automată și inteligența artificială și ar putea ajuta oamenii de știință să facă descoperiri chimice mai rapide.
Dr. Richard Matthews, lector principal de chimie fizică și computațională la UEL și co-autor al studiului, a declarat: „Avem acum o imagine mult mai clară a modului în care anionii interacționează cu alte materiale, iar acest lucru deschide câteva posibilități interesante. Fiind capabili să prezicem aceste interacțiuni, ne putem concentra eforturile asupra materialelor care arată cel mai mare potențial pentru baterii mai bune și nu numai.”
