Nanopartikkelblekk for perovskittsolceller… 4 flere forskningsfremskritt

Et lovende nanopartikkelblekk for perovskittsolceller

Australske forskere har brukt tinnoksidbasert blekk som et elektrontransportlag i optoelektroniske celler. Disse metallhalogenide perovskittmaterialene er lovende kandidater for utskrivbare solceller på grunn av deres høye effektivitet ved lave temperaturer. De er også nyttige for celler i stor skala oppnådd ved rull-til-rull-utskrift. De første resultatene når 18 % kraftkonverteringseffektivitet. En annen fordel med dette blekket er at det egner seg til å lage glassperovskittsolceller og trykke på plast.

TA Nirmal Peiris et al., Non-Aqueous One-Pot SnO2 nanopartikler og deres anvendelse i utskrivbare perovskite solceller, Chemistry of Materials (2022). doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c00578

Dyplæring hjelper astrofysikere med å behandle komplekse soldata

Astrofysikere må håndtere store mengder data, ofte svært komplekse. For å hjelpe dem i oppgavene deres har et team av amerikanske forskere utviklet et dyplæringsverktøy for å merke data fra verdensrommet. Frem til nå har merkingen av disse dataene blitt gjort manuelt. Forskerne trente et konvolusjonelt nevralt nettverk på videoer av solens magnetfelt for å forbedre kvaliteten og kvantiteten på datamerking og redusere behovet for menneskelig intervensjon. Sistnevnte er halvert av algoritmen. Betydelige tidsbesparelser og automatisering av databehandling gjør at astrofysikere kan redusere behandlingstiden.

Subhamoy Chatterjee, et al. Effektiv merking av solflux-evolusjonsvideoer med en dyplæringsmodell. Naturastronomi, 2022. doi.org/10.1038/s41550-022-01701-3

Denne ekstruderingsprosessen for aluminiumslegering bruker halvparten av energien

Aluminiumslegering 7075, som inneholder sink, magnesium og kobber, brukes i bil- og romfartsindustrien på grunn av sin høye spesifikke styrke. Utladningen, hvis hastighet er begrenset til 1 til 2 meter per minutt, må innledes med en konsolideringsfase, som fjerner de første mikrostrukturene som er ansvarlige for svakhetene. Imidlertid er dette trinnet energikrevende, og krever at blandingen holdes ved 400 til 450°C i 24 timer. Forskere ved Pacific Northwest National Laboratory foreslår å fjerne den, takket være deres assisterte kutteprosess (forming, kutteassistert prosessering og ekstrudering): legeringen, brakt til samme temperatur, gjennomgår plastisk deformasjon som leveres av syklusen under «ekstrudering». Synkroniseringsfasen reduseres til noen få sekunder, energiforbruket halveres, ekstruderingshastigheten tredobles og legeringen som produseres er sterkere enn den nødvendige karakteren.

Tianhao Wang et al, Ekstrudering av inhomogene støpegods av 7075 aluminium via form, materialer og design (2021). doi.org/10.1016/j.matdes.2021.110374

Adaptive lasere takket være selvorganiserte nanopartikler

Britiske forskere har utviklet den første laserenheten som er i stand til å justere seg selv til forskjellige forhold. Lasere bruker vanligvis krystaller for å forsterke lys fordi de gir presise og stabile egenskaper. Forskerne jobbet med en iterativ prosess for å tilpasse seg behovene ved å rekonfigurere seg selv. I eksperimentet deres ble krystallene erstattet av nanopartikler spredt i en væske med høy «forsterkning», noe som betyr at de er i stand til å forsterke lys. Når disse partiklene bringes sammen, kan de få nok energi til å produsere en laserstråle. Organiseringen av disse mikropartiklene skjer rundt såkalte «Janus»-partikler, det vil si med en lysabsorberende overflate. Ved å bruke en ekstern laser kan disse varmes opp mer eller mindre, og dermed kontrollere størrelsen og tettheten til de omkringliggende mikropartikkelklyngene. Ved å kontrollere flere «Janus»-partikler på denne måten, demonstrerte forskerne at formen og kraften til laserstrålen kunne justeres etter behov.

R. Sapienza et al., Selvorganiserte lasere fra rekonfigurerbare kolloidale sammenstillinger, Nature Physics (2022), doi.org/10.1038/s41567-022-01656-2

En ny polymerelektrolytt for høytemperatur magnesiumbatterier

Magnesium, metallet i oppladbare magnesiumbatterier, når smeltepunktet ved 650°C. Imidlertid fungerer konvensjonelle elektrolytter som brukes til disse batteriene ved eller til og med under omgivelsestemperatur. Dette begrenser utviklingen og bruken av denne typen høytemperaturbatterier. For å bøte på dette har kinesiske forskere utviklet en enkelt-ion polymerelektrolytt som kan operere opptil 150 grader celsius. Denne elektrolytten viser et utvidet elektrokjemisk stabilitetsvindu på 4,8 V (i forhold til Mg2+/Mg), et Mg2+ ionebyttertall på 0,79, og svært reversibel Mg-pletterings-/stripping-ytelse. I tillegg til å sikre sikkerhet for bruk ved høye temperaturer, lar denne elektrolytten oppladbare magnesiumbatterier utvide bruksområdet.

Xuesong Ge et al, Robuste selvstående enkeltion-polymerelektrolytter muliggjør høysikkerhets-magnesiumbatterier ved forhøyede temperaturer, avanserte energimaterialer (2022). doi.org/10.1002/aenm.202201464