Une étude récente menée par l'équipe du professeur Yao Xiao à l'Université de Wenzhou révèle comment la reconstruction de surface intégrée à l'ingénierie des défauts massifs peut surmonter plusieurs limitations de stabilité de longue date des cathodes en oxyde stratifié de Na. En utilisant une combinaison de calculs théoriques, de spectroscopie d'absorption des rayons X par rayonnement synchrotron, de diffusion inélastique résonante des rayons X, de microscopie électronique à transmission à balayage corrigée des aberrations sphériques, de spectrométrie de masse électrochimique operando et de microscopie électronique à balayage, les chercheurs ont démontré que la régulation des défauts massifs induite par l'Y et une couche de surface reconstruite robuste peuvent fonctionner ensemble pour stabiliser la chimie à la fois massive et interfaciale. La stratégie supprime l'oxydation excessive de l'oxygène du réseau et la formation de dimères O-O, améliore le transport des ions Na, réduit la dissolution des métaux de transition, soulage la contrainte du réseau et améliore la réversibilité de l'oxydoréduction de l'oxygène. Le résultat est une amélioration significative de la cinétique de réaction, de la stabilité du cyclage et des performances électrochimiques dans les cathodes en oxyde stratifié de Na à haute tension. Les travaux, intitulés « Surface Reconstruction-Integrated Bulk Defect Engineering Beyond Conventional Chemical Modulation for Na-Layered Oxide Cathodes », ont été publiés dans Advanced Materials en 2026. Pourquoi les cathodes en oxyde stratifié de Na ont besoin d'une meilleure stabilisation Les doubles objectifs de réduction des coûts et de prolongation de la durée de vie continuent de stimuler le développement des systèmes de stockage d'énergie. Les batteries sodium-ion attirent une attention croissante car les ressources en sodium sont abondantes et relativement peu coûteuses. Leur mécanisme de fonctionnement est également similaire à celui des batteries lithium-ion, ce qui en fait une voie prometteuse pour le stockage d'énergie à grande échelle. Parmi les matériaux de cathode candidats, les oxydes stratifiés de métaux de transition avec la formule générale O3-type NaTMO2 sont particulièrement attrayants en raison de leur capacité théorique relativement élevée, de leur synthèse simple et de leur densité apparente relativement élevée. Cependant, une désodiation profonde à haute tension introduit une série de problèmes structurels et interfaciaux. Ceux-ci peuvent inclure des transitions de phase, la migration des métaux de transition, la perte d'oxygène du réseau et des réactions secondaires interfaciales. Ensemble, ces processus peuvent entraîner un effondrement structurel, une baisse de capacité, une fissuration des particules et une pulvérisation. Les stratégies conventionnelles telles que le revêtement de surface, le dopage massif et la régulation des lacunes d'oxygène peuvent améliorer certains aspects du comportement massif, superfici...

Comprendre la formation des intermédiaires radicalaires est essentiel pour contrôler la vitesse et la sélectivité des réactions électrochimiques. Ces espèces éphémères à l'interface de l'électrode déterminent les résultats, et se fier uniquement aux produits finaux peut conduire à des mécanismes spéculatifs. operando EPR en utilisant CIQTEK de table EPR200M Les chercheurs peuvent ainsi capturer directement les radicaux in situ, cartographier leur séquence de formation et leurs empreintes structurales pour obtenir des preuves mécanistiques solides. Une récente collaboration entre l'Université de technologie de Pékin (Sun Zaicheng / Liu Yichang), l'Université Tsinghua (Yang Haijun) et l'Université de Wuhan (Lei Aiwen) a introduit un roman Cellule électrolytique imprimée en 3D adapté à EPR in situ Fabriquée grâce à un procédé de traitement numérique de la lumière (DLP) de haute précision, cette cellule plate permet une intégration reproductible avec des systèmes électrochimiques. Leurs résultats, publiés dans Journal de génie chimique sous le titre Cellule électrolytique sur mesure pour les tests EPR operando : révélation de la formation et des structures précises des radicaux amino et phénoliques , démontrer la capacité du flux de travail à découvrir des structures radicales à travers des réactions représentatives. Avancée méthodologique majeure : cellule électrolytique plate imprimée en 3D pour une EPR operando reproductible Les solvants à constante diélectrique élevée couramment utilisés dans les cellules électrochimiques réduisent rapport signal/bruit EPR , ce qui rend la détection radicale difficile. La conception à cellule plate atténue les pertes diélectriques et améliore le facteur Q du résonateur, améliorant ainsi operando EPR performance. Au-delà des aspects physiques, la cellule est conçue pour une reproductibilité optimale. Grâce à l'impression 3D DLP, les canaux d'électrodes, les structures de positionnement et la protection contre les courts-circuits sont fixés lors de la fabrication. Ceci élimine les variations liées à l'intervention humaine, réduit la résistance du système et améliore la qualité du signal, tout en préservant la robustesse mécanique, la compatibilité avec les solvants et la rentabilité. Cette approche transforme operando EPR dans un flux de travail de « Composant structurel standardisé + procédure reproductible » , permettant la reproductibilité inter-équipes et inter-systèmes ainsi que la comparaison mécanistique. Des preuves résolues dans le temps permettent de suivre la formation de radicaux dans le couplage C–N EPR in situ L'acquisition résolue dans le temps permet de cartographier les radicaux en temps réel, révélant quelles espèces apparaissent en premier et comment elles évoluent. Ceci fournit une chaîne de preuves reproductible à un niveau intermédiaire, faisant évoluer la compréhension mécanistique au-delà de l'inférence basée sur le produit. Les intermédiaires de cycloaddition révèlent la sélectivité de la r...

Avec le soutien de Microscopie NV à balayage CIQTEK (SNVM) Des chercheurs de l'université Tsinghua ont visualisé directement des structures cycloïdes de spin à l'échelle nanométrique dans le BiFeO₃ multiferroïque. Ces travaux ont été publiés dans Matériaux fonctionnels avancés , fournit les preuves microscopiques manquantes reliant la symétrie cristalline, la structure magnétique et le transport anisotrope des magnons, soulignant le rôle décisif de la SNVM dans la recherche en magnonique et en spintronique à faible consommation d'énergie. L'étude a utilisé le microscope à sonde NV à balayage CIQTEK (SNVM) Contexte de la recherche : Transport de magnons dans les oxydes multiferroïques Les courants de spin induits par les magnons peuvent se propager dans les isolants magnétiquement ordonnés avec une dissipation d'énergie quasi nulle, ce qui les rend particulièrement intéressants pour les dispositifs spintroniques basse consommation de nouvelle génération. Dans les matériaux multiferroïques tels que BiFeO₃, le couplage entre les ordres ferroélectrique et antiferromagnétique permet le contrôle des magnons par champ électrique, un objectif de longue date en spintronique. Malgré ces perspectives prometteuses, l'origine microscopique du transport de magnons faiblement anisotrope dans la phase rhomboédrique de BiFeO₃, communément appelée R-BFO, demeure inexpliquée. Relever ce défi exige une caractérisation directe dans l'espace réel des structures magnétiques à l'échelle nanométrique, longtemps inaccessible par les techniques conventionnelles. Obstacle technique : Absence de preuves directes de la structure magnétique Des études théoriques ont prédit que le R-BFO possède une structure de spin cycloïdale qui joue un rôle crucial dans la suppression de la forte anisotropie du transport des magnons. Cependant, la confirmation expérimentale reste difficile à obtenir. Les techniques de caractérisation traditionnelles, telles que le dichroïsme magnétique linéaire des rayons X, fournissent des informations magnétiques moyennées spatialement et ne permettent pas de résoudre les textures de spin à l'échelle nanométrique. De ce fait, le lien logique entre la symétrie cristalline, la structure magnétique et le transport des magnons est resté incomplet en raison de l'absence d'imagerie magnétique microscopique directe. CIQTEK SNVM Approche : Imagerie magnétique directe à l'échelle nanométrique Microscopie NV à balayage CIQTEK (SNVM) Cette technique surmonte ces limitations en combinant une résolution spatiale à l'échelle nanométrique et une sensibilité au champ magnétique au niveau du spin électronique. Elle permet ainsi une imagerie quantitative non invasive des champs magnétiques locaux générés par des textures de spin complexes au sein de matériaux fonctionnels. Dans ce travail, les équipes de recherche dirigées par le professeur Yi Di du Laboratoire national clé des nouveaux matériaux céramiques et le professeur Nan Tianxiang de l'École des circuits intégrés de ...

La fusion nucléaire est considérée comme une source d'énergie d'avenir essentielle en raison de son rendement élevé et de sa production d'énergie propre. Dans les réacteurs à fusion, les systèmes de refroidissement à eau sont largement utilisés car ils sont techniquement éprouvés, économiques et offrent d'excellentes performances de refroidissement. Cependant, un défi majeur demeure : sous haute température et haute pression, l’eau et la vapeur corrodent fortement les matériaux de structure. Si ce problème a été étudié dans les réacteurs à fission, les environnements de fusion sont plus complexes. Les champs magnétiques uniques, de haute intensité et non uniformes, qui règnent dans les dispositifs de fusion interagissent avec les processus de corrosion, créant de nouveaux défis techniques qui nécessitent des recherches approfondies. Pour remédier à cela, l'équipe du professeur agrégé Peng Lei de l'Université des sciences et technologies de Chine a mené une étude approfondie en utilisant CIQTEK microscope électronique à balayage (MEB) et microscope électronique à double faisceau Ils ont construit des dispositifs de corrosion à la vapeur sous champ magnétique à haute température et de corrosion à l'eau à haute température. Techniques SEM, EBSD et FIB , ils ont analysé les films d'oxyde formés sur l'acier CLF-1 après 0 à 300 heures de corrosion à la vapeur à 400 °C sous des champs magnétiques de 0T, 0,28T et 0,46T, et après 1000 heures de corrosion à l'eau à haute température à 300 °C. L'étude a utilisé MEB à émission de champ ultra-haute résolution CIQTEK SEM5000X et le FIB-SEM DB500 L'étude a révélé que les films d'oxyde forment une structure multicouche, avec une couche interne riche en chrome et une couche externe riche en fer. La formation du film se déroule en cinq étapes : particules d'oxyde initiales, puis structures floconneuses, formation d'une couche dense, croissance de structures spinelles sur cette couche dense et, enfin, fissuration des spinelles en oxydes lamellaires. La présence d'un champ magnétique accélère significativement la corrosion, favorise la transformation de la magnétite externe (Fe₃O₄) en hématite (Fe₂O₃) et renforce la formation d'oxydes lamellaires. Ces travaux ont été publiés dans [référence manquante]. Sciences de la corrosion , un revue de premier plan dans le domaine de la corrosion et de la dégradation des matériaux, sous le titre : " Effets du champ magnétique sur le comportement à la corrosion par la vapeur à haute température de l'acier ferritique/martensitique à activation réduite. " Caractérisation du film d'oxyde de surface En présence de vapeur à haute température (HTS), les surfaces d'acier CLF-1 présentent différents états de corrosion au fil du temps. Sur les surfaces polies, l'oxydation initiale (60 h) se manifeste par de petites particules dispersées. Le rapport Fe/Cr est similaire à celui du substrat, indiquant que la couche d'oxyde n'est pas encore complète. À 120 h, des oxydes floconneux apparaisse...

Avec l'essor rapide des industries des énergies nouvelles, minières, métallurgiques et de la galvanoplastie, la pollution des cours d'eau par le nickel représente une menace croissante pour l'environnement et la santé humaine. Lors des procédés industriels, les ions nickel interagissent fréquemment avec divers additifs chimiques pour former des complexes organométalliques de métaux lourds (COML) très stables. En galvanoplastie, par exemple, le citrate (Cit) est largement utilisé pour améliorer l'uniformité et la brillance du revêtement, mais ses deux groupements carboxyle se coordonnent facilement avec Ni²⁺ pour former des complexes Ni-citrate (Ni-Cit) (logβ = 6,86). Ces complexes modifient considérablement la charge, la configuration stérique et la mobilité du nickel, et présentent des risques écologiques importants. Leur stabilité rend leur élimination difficile par les méthodes classiques de précipitation ou d'adsorption. Actuellement, la dissociation complexe est considérée comme l'étape clé de l'élimination des HMC. Cependant, les traitements d'oxydation ou chimiques classiques sont coûteux et complexes à mettre en œuvre. C'est pourquoi les matériaux multifonctionnels, dotés de propriétés à la fois oxydantes et adsorbantes, constituent une alternative prometteuse. Des chercheurs de l'université de Beihang, dirigés par le professeur Xiaomin Li et le professeur Wenhong Fan, utilisé le Microscope électronique à balayage (MEB) CIQTEK et spectromètre de résonance paramagnétique électronique (RPE) mener une enquête approfondie Ils ont mis au point une nouvelle stratégie utilisant du KOH modifié Arundo donax L. Le biochar permet d'éliminer efficacement le citrate de nickel de l'eau. Le biochar modifié a non seulement démontré une grande efficacité d'élimination, mais a également permis la récupération du nickel à sa surface. L'étude, intitulée « Élimination du citrate de nickel par le biochar d’Arundo donax L. modifié au KOH : rôle crucial des radicaux libres persistants » , a été récemment publié dans Recherche sur l'eau . Caractérisation des matériaux Le biochar a été produit à partir de Arundo donax des feuilles imprégnées de KOH à différents rapports massiques. L'imagerie MEB (Fig. 1) a révélé : Le biochar original (BC) présentait une morphologie désordonnée en forme de bâtonnet. À un rapport KOH-biomasse de 1:1 (1KBC), une structure poreuse ordonnée en forme de nid d'abeille s'est formée. À des rapports de 0,5:1 ou 1,5:1, les pores étaient sous-développés ou s'étaient effondrés. L'analyse BET a confirmé la surface spécifique la plus élevée pour 1KBC (574,2 m²/g), dépassant de loin celle des autres échantillons. Caractérisation par MEB et BET ont clairement démontré que la modification par KOH améliore considérablement la porosité et la surface spécifique, facteurs clés pour l'adsorption et la réactivité redox. Figure 1. Préparation et caractérisation du biochar modifié par KOH. Performance dans l'élimination du Ni-Cit Figure 2. (a) Efficacité ...