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美国犹他大学Bedrov副教授做客铭师讲堂

发布日期:2018-06-11    作者:     来源:     点击:

美国犹他大学材料系Dmitry Bedrov副教授应冯光教授邀请于201864日上午做客能源学院铭师讲堂,在动力楼201会议室作了题为“Multiscale modeling of nanostructured electrodes and interfaces in Li-ion batteries”的学术报告。化学学院的王得丽教授、夏宝玉教授,能源学院的李松副教授、钟晓亮副教授、吴鹏讲师及学生参加了本期讲堂。

Dmitry Bedrov博士,1999年于犹他大学化学工程系获博士学位,现为犹他大学材料科学与工程系副教授,并担任与美国陆军研究实验室在电子材料多尺度仿真方面合作研究联盟的副主任,是该研究联盟在电化学器件方面的领军人物。Bedrov副教授从事材料多尺度仿真的相关研究已20余年,在相关专业期刊上发表论文140余篇,总被引量达5500余次,曾获得德国洪堡基金会杰出学者奖,以及犹他大学的特别研究成果奖等。

报告中,Bedrov副教授首先介绍了美国犹他州美丽的自然环境,然后就其在研究联盟中承担的关于CDE3MComputationally-guided Design of Energy Efficient Electronic Materials)多尺度仿真相关研究工作展开了讨论。Bedrov副教授指出,目前大多数的模拟工作仅仅考虑到连续介质层面的问题,或者只对电化学器件的局部微观结构进行研究,而实际应该考虑时间和空间的多尺度耦合问题。Bedrov副教授在报告中向我们具体介绍了锂离子电池中锂离子在固体电解质界面(Solid Electrolyte InterphaseSEI),SEI/电极界面上的输运机理,指出了锂离子在体相区以及SEI/电极界面上的扩散特性,及其受温度影响的特性等。随后向我们介绍了一种多尺度仿真的方法物质点法(Material Point MethodMPM):MPM方法将微观粒子和宏观网格联系起来,将粒子的速度、质量等特性映射到网格,得到网格的物性参数,并通过连续介质模型进行求解。紧接着,Bedrov副教授向我们展示了纳米硅阳极(Nanostructured Si-anode)的MPM模拟,并与具有硅纳米柱电极的电池实验进行了对比。模拟中观察到了与实验吻合的硅纳米柱在大形变下的崩裂现象,说明MPM能很好的将化学过程和机械过程耦合。进一步地,Bedrov副教授讲解了如何通过MPM模拟研究崩裂现象的机理,同时对MPM模拟中的一些关键点进行了总结。Bedrov副教授通过他们关于电化学器件的模拟工作,示了如何将化学过程和机械过程进行耦合计算,以及如何实现将原子尺度的电化学和机械过程与连续介质模型相结合的多尺度仿真。

Bedrov副教授的报告引起了师生们极大地兴趣。报告结束后,老师和同学们踊跃提问,与Bedrov副教授就报告中的具体问题进行了深入讨论。这次报告给同学们带来了很多启发,大家受益匪浅。本期讲堂在热烈的交流气氛中圆满结束。