Baterias de lítio-enxofre (Li-S), que empregam enxofre como cátodo e lítio metálico como materiais de ânodo, foram amplamente indicados como um dos mais promissores sistemas de armazenamento eletroquímico de última geração devido ao seu baixo custo e alta capacidade teórica. Contudo, a dissolução de seu produto litiado (polissulfetos de lítio) no eletrólito limita a aplicação prática de baterias de lítio-enxofre, eventualmente resultando em baixo desempenho do ciclo e outras desvantagens, como o desbotamento rápido da capacidade.

Um estudo recente, afiliado ao UNIST fez uma descoberta surpreendente que pode resolver este problema. No estudo, publicado na edição de 27 de julho da Jornal da American Chemical Society (JACS) , a equipe de pesquisa demonstrou que as partículas de enxofre podem ser hermeticamente encapsuladas, aproveitando as propriedades exclusivas de materiais bidimensionais, como dissulfeto de molibdênio (MoS ₂ ) Esta descoberta foi liderada pelo Professor Hyun-Wook Lee na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST em colaboração com uma equipe de pesquisa, com sede em Cingapura.

O revestimento MoS ajuda a prevenir o vazamento e sublimação de enxofre em ambiente de alto vácuo, mas tem havido pouca observação e compreensão desse novo material dentro das baterias em Cingapura por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) in situ. Para avaliar a expansão de volume do MoS ₂ - esferas ocas de enxofre encapsuladas, O professor Lee e sua equipe realizaram um estudo TEM in situ do processo de litiação de enxofre no estudo.

"Cingapura atualmente carece de especialistas em TEM in situ, "diz o professor Lee, um dos poucos especialistas em TEM in situ no mundo. "Nossos resultados fornecem informações valiosas sobre a química de litiação do enxofre em nanoescala."

A microscopia eletrônica de transmissão (TEM) é uma técnica de imagem que permite a investigação direta dos detalhes estruturais íntimos de uma ampla variedade de nanomateriais, especialmente nanomateriais à base de carbono, incluindo grafeno. Eles são caros, ampla, instrumentos pesados ​​que requerem uma quantidade significativa de treinamento e habilidade especializada. Isso dificulta a observação in situ em tempo real do ciclo de carga e descarga das baterias de Li-S.

O professor Lee se tornou um especialista neste campo após a primeira exposição ao TEM durante seu tempo no KAIST. Na Stanford University, como um pós-doutorado, ele trabalhou noite e dia, lutando com TEM. Essas experiências permitiram que ele trabalhasse com sucesso e atendesse às demandas do mercado de baterias de íon-lítio para a construção de baterias melhores.

"TEM é uma ferramenta microscópica impressionantemente poderosa que existe hoje, capaz de produzir alta resolução, imagens detalhadas de um nanômetro de tamanho, "diz o professor Lee." Minha experiência em lidar com TEM tanto na KAIST quanto na Universidade de Stanford me guiou e me alimentou para me tornar um especialista em TEM in situ. "