The Photon Day 2022

Program

9.45 Kaffe och bullar
10.15 Välkommen och introduktion
10.20 Håkan Rensmo (UU): Att förstå solcellsmaterial – nya möjligheter med röntgenbaserade spektroskopier
10.50 Ida Källquist (UU), vinnare av 2022 års "Uppsala Photon Science Award": Operando fotoelektronspektroskopi för studien av Li-jonbatterier
11.30 Sebastian Westenhoff (UU): Förstå ögonen på växter, bakterier och svampar.

Förstå solcellsmaterial – nya möjligheter med röntgenbaserade spektroskopier

Generellt är optoelektroniska enheter, såsom solceller, sammansatta av ett antal olika material vart och ett med specifika egenskaper som kan skräddarsys genom att kontrollera sammansättning, struktur, morfologi och dimension. Denna komplexitet kräver oundvikligen att varje enskild komponent förstås i bulkgränsen, såväl som i termer av dess interaktion med de andra komponenterna, det vill säga gränssnitt blir avgörande. Idealiska verktyg för sådan kemisk och elektronisk strukturkarakterisering på atomnivå är spektroskopier med röntgenstrålar. Presentationen kommer att täcka nya möjligheter med röntgenbaserade spektroskopier för att undersöka solcellsmaterial, allt från grundläggande studier av material till studier av system i operando.

Operando fotoelektronspektroskopi för studien av Li-jonbatterier

Att förstå de elektrokemiska reaktionerna som sker inuti ett Li-ion-batteri (LIB) är avgörande för att vidareutveckla denna teknik och möjliggöra grönare och mer hållbara energilösningar. För att göra detta har det länge funnits en strävan mot att utveckla operandotekniker, som gör det möjligt att sondera batteriet under drift och under mer realistiska förhållanden jämfört med post mortem-studier (efter battericykling). Operando-studier möjliggör i teorin att studera batterimaterialens reaktioner när de sker, och kan belysa kinetiken för de många olika reaktionerna som inträffar vid LIB-gränssnitten. Detta kan i sin tur ge värdefull kunskap för hur man kan optimera batteriets prestanda, till exempel genom att justera gränssnittsegenskaperna. Att utföra operandomätningar innebär dock ofta flera praktiska utmaningar, bland annat att designa en lämplig cell, utveckla en arbetsmetodik och förstå vilken effekt metoden/tekniken har på de processer man försöker studera. I detta avseende är det sällan en enkel uppgift att utföra operandomätningar, och mycket ansträngning kan behövas för att ställa in ett fungerande experiment. I den här presentationen kommer jag att lyfta fram och diskutera både möjligheterna och utmaningarna med att utföra operandofotoelektronspektroskopistudier på LIBs, och dessutom ge några exempel på nya resultat från studier utförda vid HIPPIE-strållinjen vid MAX IV.

Förstå ögonen på växter, bakterier och svampar

Vi har ögon för att uppfatta vår omgivning. Lägre organismer, som växter, bakterier och svampar, har inga ögon, utan använder fotoreceptorproteiner istället. Fytokromer är fotoreceptorproteiner för rött/rött ljus, som kontrollerar en mängd olika funktioner i dessa organismer. Jag kommer att diskutera strukturen hos fytokromer med särskilt fokus på hur proteinerna arkiverar signalering. Studierna belyser den kemiska mekanismen för hur fyotromer uppfattar ljus för optimal tillväxt, rörelser eller reproduktion i lägre organismer.