Neutron Applications in Materials for Energy

کاربردهای نوترون در مواد برای انرژی نتایج و نتایج تحقیقات اخیر مبتنی بر نوترون در مورد موادی را که در توسعه انرژی پایدار مهم هستند جمع آوری می کند. فصل‌ها توسط دانشمندان برجسته با تجربه عملی در این زمینه نوشته شده‌اند، و مرورهای کلی، نکات برجسته اخیر و مطالعات موردی را برای نشان دادن کاربرد یک یا چند تکنیک تحلیل مبتنی بر نوترون ارائه می‌دهند. موضوع تولید، ذخیره و استفاده انرژی را دنبال می‌کند، اما هر فصل یا بخش را می‌توان به طور مستقل خواند، با تئوری اولیه و ابزار دقیق پراکندگی نوترون در فصل مقدماتی.

در حالی که پراکندگی نوترون است. تکنیک‌های نوترونی که به طور گسترده برای درک ویژگی‌های ماده متراکم استفاده می‌شوند، برای مطالعه چگونگی انتقال و اتصال انرژی و مولکول‌ها و یون‌های حامل بار به دینامیک آنها و ساختار کریستالی مواد بسیار مناسب هستند. این مطالعات در برخی موارد به درجا و در عمل گسترش می یابد. گونه های مورد علاقه در فناوری های انرژی پیشرو شامل H₂، H⁺، و Li⁺ هستند که خواص پراکندگی نوترون مطلوبی دارند که باعث می شود این تکنیک‌های آنالیز برای چنین مطالعاتی ایده‌آل هستند و در نتیجه آنالیز مبتنی بر نوترون مکانی رایج برای ذخیره‌سازی هیدروژن، سلول سوختی، کاتالیز و مواد باتری است. تحقیقات مشابه در مورد عملکرد سلول‌های خورشیدی، هسته‌ای و مواد جذب/ذخیره CO₂ به دیگر جنبه‌های منحصر به فرد پراکندگی نوترون متکی است و دوباره نشان می‌دهد که چگونه ساختار و دینامیک درک درستی از پایداری مواد و اتصال را فراهم می‌کند. و تحرک گونه‌های مورد علاقه در این مواد.

دانشمندان و دانشجویانی که به دنبال روش‌هایی برای کمک به درک مکانیسم‌های سطح اتمی و رفتار زیربنای ویژگی‌های عملکرد مواد انرژی‌زا هستند، کاربردهای نوترون در مواد را خواهند یافت. برای انرژی منبع ارزشمندی است، در حالی که مخاطبان وسیع تری از دانشمندان انرژی پایدار و تازه واردان به پراکندگی نوترونی باید این را مرجع مفیدی بدانند.

Neutron Applications in Materials for Energy collects results and conclusions of recent neutron-based investigations of materials that are important in the development of sustainable energy. Chapters are authored by leading scientists with hands-on experience in the field, providing overviews, recent highlights, and case-studies to illustrate the applicability of one or more neutron-based techniques of analysis. The theme follows energy production, storage, and use, but each chapter, or section, can also be read independently, with basic theory and instrumentation for neutron scattering being outlined in the introductory chapter.

Whilst neutron scattering is extensively used to understand properties of condensed matter, neutron techniques are exceptionally-well suited to studying how the transport and binding of energy and charge-carrying molecules and ions are related to their dynamics and the material’s crystal structure. These studies extend to in situ and in operando in some cases. The species of interest in leading energy-technologies include H₂, H⁺, and Li⁺ which have particularly favourable neutron-scattering properties that render these techniques of analysis ideal for such studies and consequently, neutron-based analysis is common-place for hydrogen storage, fuel-cell, catalysis, and battery materials. Similar research into the functionality of solar cell, nuclear, and CO₂ capture/storage materials rely on other unique aspects of neutron scattering and again show how structure and dynamics provide an understanding of the material stability and the binding and mobility of species of interest within these materials.

Scientists and students looking for methods to help them understand the atomic-level mechanisms and behaviour underpinning the performance characteristics of energy materials will find Neutron Applications in Materials for Energy a valuable resource, whilst the wider audience of sustainable energy scientists, and newcomers to neutron scattering should find this a useful reference.