发电正在从传统转向难以预测的可再生能源。消费者要求更快的充电速度和更长的电池寿命。这两个趋势都要求开发更好的储能设备。
劳伦斯·哈德威克教授和同事使用他们的雷尼肖inVia拉曼显微镜进行操作的电化学测量。
英国利物浦大学化学系的斯蒂芬森可再生能源研究所正在以电池和超级电容器的形式开发这些设备。这项工作的关键是理解发生在电极表面的界面过程。劳伦斯·哈德威克教授领导的研究小组正在研究导致表层形成的反应机制，并识别形成这些层的物种。因为它们影响着金属空气电池和锂离子电池的性能和安全性，所以理解它们是至关重要的。
他们使用一系列原位他们研究中的分析技术:红外光谱;x射线光电子能谱;紫外可见;和拉曼光谱。每种技术都有其优点。红外光谱使他们能够研究锂空气电池在氧还原过程中形成的超氧化物物质攻击时电解液分解的机理。他们使用XPS来研究电极表面顶部几纳米处的化学元素，它们的数量和氧化状态。他们用紫外/可见光谱测定了会对设备稳定性产生不利影响的还原氧的电子状态。
拉曼光谱是一种非常有效的技术。Hardwick的团队使用雷尼肖inVia共焦拉曼显微镜来完成这项工作。他们可以通过电解液研究电极，具有高空间分辨率，高灵敏度和无损。
该团队的inVia仪器使用了倒置显微镜配置。这使得分析工作中的电化学电池(operando测量)，在那里他们可以识别反应中的中间物种和研究相变。他们也从非原位拉曼测量值的映射。例如，他们确定阴极上产生的不同放电产物，并确定它们的分布。
inVia帮助团队更好地了解了氧还原反应(ORR)和氧进化反应(OER)的机理，以及形成的中间物种。他们使用表面增强拉曼散射放大电极表面光谱，同时电化学循环细胞。这使得他们能够研究锂离子和钠离子电池，这些电池的电极范围从石墨和石墨烯到碳涂层氧化物。
该组织出版物的进一步细节可以找到在这里
雷尼肖共焦拉曼显微镜应用于电池研究的例子在这里