Energimaterial
Material kan spela en avgörande roll för att nå många av FN:s Globala målen. Eftersom effektiv resursanvändning är ett krav kan noggrann materialkarakterisering bidra till att skräddarsy syntes och screening för nya materialegenskaper. Tandemlaboratoriet har ett särskilt fokus på energirelaterade material och vår kapacitet och expertis inom jonstråleanalys och materialtillverkning har bidragit till många forskningsområden, från litiumjonbatterier till material som är relevanta för fusionstillämpningar.
I detta sammanhang utvecklar vi också den nya experimentella plattformen LigHt som är inriktad på avancerad karaktärisering av lätta grundämnen under dynamiska förhållanden i ett integrerat system.
Nedan kan du läsa om flera av våra fokusområden inom området energimaterial: vätelagring, fusionsmaterial och fotokroma material.
Material för vätelagring
När väte införs i olika metaller bildas hydrider, en egenskap som kan utnyttjas för vätelagring. Vid Tandemlaboratoriet studerar vi hydrider i olika övergångsmetalllegeringar och system med reducerad dimensionalitet som kan ge hög laddningskapacitet och reversibla lösningar för vätelagring. Jonstråleanalysmetoder kan användas för att väldigt noggrant bestämma den kemiska sammansättningen av dessa legeringar och för att kvantifiera och djupprofilera väte. Det är till och med möjligt att få information om vätets läge och de förändringar som induceras i värdmaterialets gitter.
Material för fusionstillämpningar
I framtida fusionsreaktorer kommer de material som används för väggar och andra delar att utsättas för extrema förhållanden från fusionsplasman. Vid Tandemlaboratoriet kan vi utföra in-situ- och realtidsstudier i laboratorieskala för att undersöka tillverkning och modifieringen av dessa komponenter under förhållanden liknande plasman. Vi analyserar också prover som tagits bort från tokamaker efter experimentella kampanjer för att uppskatta retention av bränsleatomer och materialmodifiering orsakad av reaktordrift. Vår grundläggande forskning om växelverkan mellan joner och fasta material ger relevanta data för simuleringar av fusionsmiljöer och förbättrar ytterligare vår kapacitet inom jonstråleanalys.
Den tunna filmen i bilden till höger mörknar när den är utsatt för ljus och blir transparent igen när ljuset släcks. Fotokroma material som detta ändrar sina optiska egenskaper som en reaktion på elektromagnetisk strålning, och har därför potential att användas som smarta fönster eller sensorer. Vid Tandemlaboratoriet studerar vi de fotokroma egenskaperna hos olika hydrider av sällsynta jordartsmetaller. Vi kan tillverka fotokroma filmer i laboratoriet och till och med ändra deras egenskaper genom modifieringar med hjälp av jonstrålar. Vår kapacitet inom (in-situ) jonstråleanalys tillåter oss att undersöka hur den kemiska sammansättningen påverkar den fotokroma effekten under olika förhållanden. Studier av optisk transmission samt pump-probe-experiment kan utföras vid vår OSFOLD-uppställning.
Publikationer i urval
Ingår i International journal of hydrogen energy, s. 583-588, 2024
- DOI för Accurate measurement of hydrogen concentration in transition metal hydrides utilizing electronic excitations by MeV ions
- Ladda ner fulltext (pdf) av Accurate measurement of hydrogen concentration in transition metal hydrides utilizing electronic excitations by MeV ions
Local electronic excitations induced by low-velocity light ion stopping in tungsten
Ingår i Physical Review B, 2024
Ingår i Nuclear Materials and Energy, 2023
- DOI för Thin films sputter-deposited from EUROFER97 in argon and deuterium atmosphere: Material properties and deuterium retention
- Ladda ner fulltext (pdf) av Thin films sputter-deposited from EUROFER97 in argon and deuterium atmosphere: Material properties and deuterium retention
Interstitial Hydrogen in Fe/V Superstructures: Lattice Site Location and Thermal Vibration
Ingår i Physical Review Letters, 2021
- DOI för Interstitial Hydrogen in Fe/V Superstructures: Lattice Site Location and Thermal Vibration
- Ladda ner fulltext (pdf) av Interstitial Hydrogen in Fe/V Superstructures: Lattice Site Location and Thermal Vibration
Ingår i Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B, s. 36-40, 2020
Photochromic Mechanism and Dual-Phase Formation in Oxygen-Containing Rare-Earth Hydride Thin Films
Ingår i Advanced Optical Materials, 2020
Kontakt
- Allmänna frågor om laboratoriets verksamhet kan skickas till:
- tandemlaboratoriet@physics.uu.se