ด้วยการผสมผสานสองเทคโนโลยีที่เหมือนกับนิยายระหว่าง Cryogenic Transmission Electron Tomography และ Deep Learning นักวิจัยจาก EPL ได้พัฒนาโครงสร้างระดับนาโนของชั้น Platinum Catalyst ซึ่งทำให้เซลล์เชื้อเพลิงนั้นมีประสิทธิภาพการใช้งานมากยิ่งขึ้น
เทคโนโลยี Proton-Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) นั้นถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้กับยานยนต์ไฟฟ้า ให้ความสำคัญกับอนุภาคนาโนที่เรียกว่า ตัวเร่งปฏิกริยา ในการกระตุ้นให้เกิดการสร้างปฏิกริยาทางไฟฟ้าระหว่างไฮโดรเจนและออกซิเจน โดย PEMFC ส่วนใหญ่ประกอบไปด้วย Platinum ซึ่งมีมูลค่าสู.และหาได้ไม่ง่ายนัก ทำให้ทั่วโลกต้องการที่จะสร้างกำลังของแบตเตอรี่ที่สูงขึ้นแต่ต้องการลดสัดส่วนของ Platinum ด้วยในเวลาเดียวกัน
ผู้ผลิตจึงได้ทำการบูรณาการตัวเร่งปฏิกริยาเหล่านี้ในการประกอบที่ซับซ้อนที่เรียกว่า Catalyst Layer ซึ่งแต่เดิมที่ทำกันมานั้นเป็นการลงมือทำโดยไม่มีภาพสุดท้ายของโครงสร้างที่เกิดขึ้นอย่างชัดเจน เนื่องจากกระบวนการแปรผลภาพดั้งเดิมนั้นจะสร้างความเสียหายด้วยเช่นกัน
นักวิจัยจาก EPFL ค้นพบวิธีการเอาชนะความท้าทายที่เกิดขึ้นด้วยการใช้ Imaging Catalysts และการทำให้สภาพแวดล้อมมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งโดยใช้ Cryogenic Transmission Electron Tomography จากนั้นทำการประมวลผลภาพด้วย Deep Learning ทำให้สามารถมองเห็นภาพ Catalyst Layer ในระดับโครงสร้างนาโนได้เป็นครั้งแรก
ในการเก็บภาพโดย Electron Microscopy แบบดั้งเดิมตัวอย่าง Catalyst Layer มักได้รับความเสียหายจาก Electron Beam ทำให้วัสดุหดหรือเปลี่ยนรูป แต่ด้วยการเก็บภาพโดย In-situ ที่อุณหภูมิระดับ Cryo ทีมวิจัยสามารถป้องกันการเปลี่ยนรูปร่างที่เกิดขึ้นได้ ด้วย Machine Learning Algorithm ทำให้สามารถ Denoise ได้อย่างแม่นยำและมีภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้น ภาพที่ได้จึงมีรายละเอียดสูงขึ้นกว่าที่เคยมีมา
ที่มา:
actu.epfl.ch
