蔡司X射線顯微CT和SEM電鏡檢測(cè)燃料電池材料

燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景。
目前的研究熱點(diǎn)及重點(diǎn)：
高效催化劑的研發(fā)
關(guān)鍵組件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
三相界面的構(gòu)效關(guān)系
蔡司君從顯微表征角度對(duì)以上三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題進(jìn)行深入剖析，提出有效解決方案，助力電池材料與核心組件研發(fā)。

PEMFC/PEMWE關(guān)鍵科學(xué)問題與解決方案
如何表征催化劑及其在碳載體上的分布情況？
催化劑及其分布是影響電池活化極化的主要因素
蔡司場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡Sigma系列（查看更多），GeminiSEM系列（查看更多）鏡筒內(nèi)二次電子探頭（InLens）、能量選擇背散射探頭（EsB）雙通道成像可以實(shí)現(xiàn)載體形貌與催化劑（低至1nm結(jié)構(gòu)）分布表征。通過切換不同觀測(cè)電壓，InLens探頭還可以識(shí)別碳載體表面和內(nèi)部孔隙中的催化劑。

高分辨掃描透射探頭（STEM）能夠進(jìn)一步觀測(cè)催化劑在載體上的三維分布情況。

如何精確模擬毫-微-納多尺度電池結(jié)構(gòu)？
結(jié)構(gòu)影響內(nèi)部水的傳輸
良好的水管理可以防止膜干或水淹

利用蔡司X射線顯微鏡Versa系列（查看更多）（XRM）對(duì)樣品進(jìn)行大視野和局部高分辨成像，結(jié)合深度學(xué)習(xí)重構(gòu)算法將高分辨擴(kuò)展至大視野，進(jìn)行精確圖像分割，為燃料電池多相流模擬提供精確模型。

▲蔡司X射線顯微鏡對(duì)PEMFC進(jìn)行觀察a) PEMFC樣品的照片和XRM圖像。b)大視野低分辨率的2D切片圖（2.8 μm, 像素275 × 1000 × 2000），用于與c)超分辨率的 2D切片圖（700 nm，像素1100 × 4000 × 8000）進(jìn)行比較，以及 d ）多相圖像分割（不同顏色代表不同組分）

SOFC/SOEC關(guān)鍵科學(xué)問題與解決方案
電池性能主要取決于TPB構(gòu)效關(guān)系
利用蔡司雙束電鏡Crossbeam系列（查看更多）（FIB-SEM）對(duì)電池進(jìn)行斷層切片掃描，可以精確識(shí)別不同的相，實(shí)現(xiàn)三相界面的可視化與量化研究。與Atlas 3D 能譜（EDS）相結(jié)合還能得到切片內(nèi)部元素分布信息。

Atlas3D切片可以通過輔助線（圖片中藍(lán)線）進(jìn)行切片厚度的追蹤和校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)漂移校正、自動(dòng)聚焦和自動(dòng)消像散，保障大范圍高精度、無畸變?nèi)S重構(gòu)。