Анализ микроструктуры меняет правила моделирования неоднородных материалов

схожие новости

Производительность и безопасность литий-ионных аккумуляторов (LIB) можно объяснить сложной микроструктурой электродов. Анализ микроструктуры в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) направлен на применение глубоких знаний об электродах для прогнозирования характеристик батареи и определения оптимальной архитектуры микроструктуры для руководства разработкой LIB.

Моделирование в масштабе микроструктуры, выполнявшееся NREL за последние 5 лет, привело к появлению недавно выпущенного инструментария Microstructure Analysis ToolBox с открытым исходным кодом (MATBOX), предназначенного для построения сеток, численной генерации, сегментации и описания трехмерных неоднородных материалов, таких как аккумуляторные электроды, говорится в статье на официальном сайте NREL.

— При анализе микроструктуры обычно довольно легко вычислить конкретное свойство. Однако может быть намного сложнее определить факторы, влияющие на предел погрешности этого результата, — сказал Франсуа Уссельо-Виретта, исследователь NREL и ведущий разработчик MATBOX, — Точный анализ требует выполнения сотен вычислений, что приводит к сложному и трудоемкому рабочему процессу, а MATBOX автоматизирует этот процесс.

Исследователи NREL Франсуа Усселио-Виретта и Николас Брунхарт-Лупо обсуждают рабочий процесс сегментации микроструктуры и характеристики, обеспечиваемый Microstructure Analysis ToolBox: от серого до бинаризованных изображений, эффективный коэффициент диффузии и маркировка частиц для анализа размера и морфологии проиллюстрированы на литий-ионном материале катода батареи

MATBOX использует существующую вычислительную платформу MATLAB для лучшего понимания связи между микроструктурами электродов LIB и производительностью. MATBOX фокусируется на предоставлении параметров микроструктуры и трехмерных сеток, необходимых для моделирования LIB. Кроме того, инструмент использует трехмерную численную генерацию для анализа и оптимизации пространства дизайна. Это простое в использовании приложение упрощает выполнение трудоемких и сложных задач, связанных с анализом микроструктуры других материалов.

Ключевым аспектом MATBOX является его сложный графический пользовательский интерфейс и обширная документация, позволяющие пользователям в полной мере использовать возможности набора инструментов. Этот интерфейс обеспечивает удобство использования инструмента и его актуальность для всех приложений анализа материалов. Инструмент имеет открытый исходный код, что позволяет исследователям из разных отраслей исследовать весь потенциал MATBOX для проведения экспериментов.

Благодаря своей способности поддерживать как микро-, так и макромасштабное электрохимическое моделирование, MATBOX быстро становится важным шагом в рабочем процессе моделирования для программы eXtreme Fast Charge Cell Evaluation литий-ионных батарей (XCEL) Министерства энергетики США. MATBOX позволил исследователям охарактеризовать различные электроды, производимые Аргоннской национальной лабораторией в Центре анализа, моделирования и прототипирования ячеек, и определить многообещающие архитектуры электродов, адаптированные для приложений быстрой зарядки электромобилей.

Читать еще

Комментарий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Популярные новости

Раскрыты секреты прошлого по молочным зубам неандертальцев

Новое исследование показывает, что дети неандертальцев росли и отнимались от груди во многом так же, как и вид Homosapiens. Это противоречит предыдущей гипотезе о...

Выяснилось, что ежедневное употребление авокадо полезно для здоровья

Ученые из Университета Иллинойса решили исследовать тропический фрукт авокадо, чтобы узнать, какое влияние он оказывает на здоровье человека. Они собрали группу людей с проблемой лишнего...

Почему стоит надеяться на улучшение окружающей среды в 2021 году

В этом году намечен ряд процессов, чтобы помочь добиться в будущем низкого уровня выброса углерода. За 25 лет работы с сообщениями об обновлении окружающей...

NIST повысили точность компьютерных рекомендаций по вакцинации

Программный инструмент, созданный в Национальном институте стандартов и технологий (NIST), помогает принимать более обоснованные решения относительно определения нужных прививок. Этот программный инструмент, называемый набором тестов...

Ученые узнали, как молекулы растворителя влияют на свет

Молекулы, поглощающие свет, способны преобразовывать фотоны в электричество или топливо, перемещая электроны от одного атома к другому. Во многих случаях молекулы окружены растворителем (водой),...

Физика рассеивания частиц сократит распространение COVID-19

Ученые из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL, Lawrence Livermore National Laboratory) используют свой обширный опыт в изучении движения вируса в воздухе, чтобы лучше понять...

Летучих мышей проверили на наличие опасных инфекций

Ученые Новосибирска провели исследование на наличие каких-либо инфекций у летучих мышей Сибири. Были проверены рукокрылые из Новосибирска, Байкала, Бурятии, Дагестана и Алтайского края. Ни у...

Студенты России стали менее креативными, но более усердными

Ученые ТюмГУ оценили успеваемость студентов России. Результаты показали, что явных отличий между «гуманитариями» и «технарями» нет. Отмечено только, что степень креативности у будущего поколения России...

Ученые назвали предшественников всего живого на Земле

Ученые Японии предполагают, что могло быть предшественниками всего живого на планете Земля. Они поделились своими мыслями. По их мнению, это были молекулы, похожие на ДНК,...