30秒看瓶頸

過往都從OM(光學顯微鏡)觀測,但看到的結構較巨觀,只可看到尺度為100-200micro的影像

30秒看效益

成為第一個在「極小micro底下,觀測到鋁離子插層至石墨後,膨脹收縮過程影像」的團隊。此實驗結果亦獲得國際期刊ACSAMI刊登。


對學研界來說,不需要每個人都會所有東西,只需要每個人盡力將自己會的東西做好。很感謝邑流微測把自己的產品做好,解決實驗研究所遇到的難題,這樣的公司對學研界的突破絕對很有幫助。

王迪彥 教授  

  專注於材料化學、鋁離子電池插層機制研究、電化學催化反應等電化學相關研究的王迪彥老師,研究成果更曾登上世界級國際期刊Nature Communications。在工研院相關人員引薦下首度認識了邑流微測FlowVIEW Tek。

 

  王迪彥老師在東海大學的實驗室,從2016年8月建立迄今,含碩博生、研究生等,人數已將近20人。在實驗室開發過程中,王老師團隊嘗試釐清鋁離子電池之離子插層到石墨層間裡的電子結構改變及影像是否出現細微變化。剛巧耳聞邑流的技術應用在臨場觀測結構變化有其獨到之處。雙方從邑流微測尚未從工研院Spin-off便結緣至今。

 

  「以前用OM看是比較巨觀,尺度約落在100-200micro,而SEM能觀測的尺寸比OM小很多,可看到個位數micro size的結構變化。」王迪彥老師提到,在認識邑流之前,主要以傳統光學(OM)進行影像結構分析,並無真正涉入過SEM。認識邑流微測後才了解,原來SEM也可以進行臨場觀測,且容許觀測的尺寸遠比OM更小。自此,王迪彥老師團隊正式跨足SEM臨場結構變化的實驗。

 

   從結識到合作,王迪彥老師團隊和邑流微測歷經一連串的溝通和優化過程,包括調整載台電極的設計配置、裸露電極與材料怎麼結合等。雙方逐一克服實驗上遇到的狀況,最終成功產出一個前人所未見的微觀影像。而這個不錯的實驗結果也獲刊在國際期刊ACSAMI

 

  「這種能在極小micro底下,觀測到鋁離子插層至石墨後膨脹收縮過程的影像,之前沒有人見過。應該說,大家看過巨觀的,但這種微觀的,我們是第一個做到的。」王迪彥老師特別提到,這樣一個影像聽起來容易,但在實驗過程中會發現,牽涉到微觀的影像解析,有許多地方需要克服,並非想看就能看到。尤其電化學反應常含有電解液,導致解析度受到影響。如何透過載台設計,讓電解液的量達到最少、電極材料最貼近電子束能穿透的視窗,藉此獲取更高解析的影像,絕對是一門極大的學問和技術。

 

   SEM載台的設計關連到許多電、金屬材料配置、載台真空程度等要素,而這些領域已遠離王老師的專業範圍。在科技部產學計畫支持以及邑流公司的協助下,王迪彥老師克服其專業領域無法解決的瓶頸,以最有效率的方式共創對科學有助益的結果。

 

  未來,雙方合作的應用將擴及更生活化的領域,舉例而言,每個人都可能用到的鋰電池設計。因為鋰電池現在最大的問題,就是沉積時會產生枝晶狀結構。比起一般OM結果,運用邑流微測的SEM電化學載台,允許臨場直接觀測更多枝晶結構變化的過程和細節。像是電解液調整後,枝晶成長速度、形狀是否出現細微變化?這對實驗結果來說,會更仔細也更精確。