In-FORM: In-situ multi-parameter Analysis Platform
- Reference number
- ITM17-0276
- Start and end dates
- 190101-230630
- Amount granted
- 7 702 808 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
Sustainable solutions to energy conversion and storage requires the development and improvement of functional materials. With in-FORM we will develop a synchrotron-based in-situ material research platform to gain insight into the formation of functional materials during deposition. We will develop instrumentation consisting of a slot-die coating and annealing system with atmosphere control and a suitably small foot-print as well as flexibility for integration into the Balder beamline at the MAX IV laboratory (WP1). We will develop methods for real-time in-situ investigations during deposition of functional energy materials combining X-ray spectroscopy (XAS/XRF), X-ray scattering (XRD) and optical spectroscopy (XEOL) to capture changes in composition, structure and opto-electronic properties simultaneously (WP2). By also developing correlative data acquisition, analysis and visualization tools, we will enable a broader material research community to make use of our methodology and hope to establish an in-situ material research platform within the Swedish research community in the fields of catalysis, batteries and photovoltaics (WP3). We closely collaborate with researchers at the MAX IV Balder beamline and interested academic stake-holders that will provide the basis for access to the material research platform beyond the initiation of this project.
Popular science description
Samhällets behov av hållbar energiförsöjning kräver energiomvandling från förnybara energikällor och tillämpnings-anpassad energilagring. I centrum av nya och förbättrade tekniska lösningar står ofta utvecklingen av funktionella material. För att kunna förbättra ett materials egenskaper och funktion krävs en djup förståelse för av vad som styr uppkommsten av egenskaper som gynnar en viss funktionalitet. Ett exempel är effektiv omvandling av solljus till ström. Användning av tryckmetoder för tillverkning av olika typer av devajs som solceller, ljusdioder, batterier och sensorer medför nya möjligheter för att kunna överföra nya teknologiska utvecklingar från forskningslabb till industriell tillverkning. Utveckling av tryckta elektroniska apparater kräver ofta iterativ optimering av bläck och depositions processen. Detta projekt går ut på att utveckla en ny experimentell plattform för att kunna studera detaljer i omvandlingen av de kemiska, strukturella och optiska egenskaperna ett material antar under dess tillverkning. Med in-FORM (Multi-Paramter Analysplattfrom för Formering av Energimaterial) kommer vi att utveckla de nödvändiga experimentella möjligheterna för att studera material under en lösnings-baserad slot-die coating process med synchrotron-baserade Röntgen-metoder. Insyn i transformeringen av kemiska komponenter i en lösning till ett färdig-processerat funktionellt skikt kommer att möjlliggöra kunskapsbaserad förbättring av materialens sammansättningen och depositions metoder. Utvecklingen av metoden sker i samarbete med forskare från olika lärosäten i Sverige samt forskare vid MAX IV synchrotronen. och industri för att fran början designa deposition och de analytiska metoder för att kunna genomföra experiment pa manga olika materialklasser för olika slags tillämpningar. Utöver de tekniska och experimentella möjligheterna som in-FORM kommer att erbjuda svenska forskarna hoppas vi pa att bygga upp en Sverige-baserad forsknings community som samlas och inspireras av frageställninger som syftar pa att förstar uppkommsten av funktion i material.