Samenvatting

Voor het meten van elektrochemische processen van micro- tot nanoschaal wordt een techniek ontwikkeld die elektrochemische impedantiemetingen met een AFM naald mogelijk maken. Hierbij bevindt zich actief materiaal op een AFM naald en worden er metingen verricht in elektrolyt.

Tijdens dit onderzoek is er onderzocht of het mogelijk is om met behulp van een AFM naald impedantiemetingen aan samples en in vloeistoffen uit te voeren. Bij samples wordt een drukkracht gevarieerde meting gebruikt als verificatie. Bij de krachttoename is een afnemende weerstand en toenemende capaciteit waarneembaar. Vervolgens zijn er impedantiemetingen verricht in elektrolyt, een vloeistof situatie. Hierbij is de hoogte van de naald gevarieerd. Bij toenemende afstand in het elektrolyt, is een toenemende weerstand waarneembaar. Beide metingen zijn in lijn met de verwachtingen en dragen bij aan de karakterisatie van impedantiemetingen met de AFM.

Aanvullend op de resultaten van de kwalitatieve metingen zijn er ook metingen uitgevoerd met actief materiaal, lithium, op een AFM naald. Hierbij is elektrochemische batterij werking van een lithium - lithium en lithium - grafiet configuratie gemeten. De reproduceerbaarheid van metingen is echter niet gewaarborgd.

Tegelijkertijd is er onderzoek verricht naar het kathodemateriaal van een magnesium batterij. De batterij heeft na één cyclus significante capaciteitsverliezen. De oorzaak hiervan wordt onderzocht door diverse bewerkingen aan het oppervlak uit te voeren. Vervolgens worden er metingen verricht aan dit oppervlak met een AFM. Er is geen oorzaak van de capaciteitsvermindering gevonden. Wel is gebleken dat het materiaal polyvinylideenuoride (PVDF) aangetast wordt door het oplosmiddel tetrahydrofuraan (THF). Het PVDF fungeert als bindmiddel voor het kathodemateriaal in een magnesium batterij. Het THF wordt gebruikt om het zout van de magnesium batterij op te lossen.