蔡司X射線顯微鏡和掃描電鏡檢測燃料電池材料

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

PEMFC/PEMWE關鍵科學問題與解決方案

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）雙通道成像可以實現(xiàn)載體形貌與催化劑（低至1nm結(jié)構）分布表征。通過切換不同觀測電壓，InLens探頭還可以識別碳載體表面和內(nèi)部孔隙中的催化劑。

高分辨掃描透射探頭（STEM）能夠進一步觀測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？
結(jié)構影響內(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）對樣品進行大視野和局部高分辨成像，結(jié)合深度學習重構算法將高分辨擴展至大視野，進行精確圖像分割，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PEMFC進行觀察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關鍵科學問題與解決方案

電池性能主要取決于TPB構效關系
利用蔡司雙束電鏡Crossbeam系列（查看更多）（FIB-SEM）對電池進行斷層切片掃描，可以精確識別不同的相，實現(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（圖片中藍線）進行切片厚度的追蹤和校準，實現(xiàn)自動漂移校正、自動聚焦和自動消像散，保障大范圍高精度、無畸變?nèi)S重構。