Optik / Photonik

Tandem-SIMS mit FIB zur simultanen Erfassung von positiven und negativen Ionen

Angebot: Tandem-SIMS (Sekundärionen-Massenspektrometer) mit extrem hoher Auflösung für die Batterieforschung, mit dem sich etwa die kompletten Abläufe in einer Knopfzelle auf atomarer Basis in Echtzeit analysieren lassen. Man hofft, auf diese Weise die gefürchtete Dendritenbildung aufzuklären, die zum Versagen der Zelle und sogar zu Bränden führen kann.

Funktion: Bei der Untersuchung von Elektrodenmaterial von Energiespeichern mit SIMS sputtert ein Ionenstrahl Ionen aus der Elektrodenoberfläche ab, sie werden anschließend durch das Massenspektrometer gesammelt und – abhängig von ihrer Masse – auf den Detektor gelenkt. Bislang konnte so man in der Regel aber nur entweder positive oder negative Ionen erfassen. Das Besondere an dem neuen SIMS ist die Möglichkeit, dass es simultan positive wie negative Sekundärionen erfassen an derselben Stelle und in Echtzeit analysieren kann. Dazu in das Gerät zwei Massenspektrometer integriert, die parallel arbeiten, eines für Kationen und eines für Anionen.

Anwendungen: Die Möglichkeiten des neuen Geräts gehen weit über die Untersuchung von Lithium-Ionen-Akkus hinaus: So bietet es beispielsweise neue Ansätze bei der Untersuchung und Optimierung von Ionenprozessen, die an Oberflächen und in Grenzschichten von Festoxidbrennstoffzellen (SOFC) oder Feststoff-Elektrolysezellen (SOE) stattfinden. Auch bei der technischen Planung neuartiger Legierungen kann das Gerät eingesetzt werden. Es erlaubt die Untersuchung von oberflächennahem Sauerstoff sowie die Bewertung von Korrosions-Haarrissen mit dem Fokus auf der Interaktion von Wasserstoff mit der Oberfläche und der Wanderung von Wasserstoff-Korngrenzen.

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