MechE助理教授Emily Ryan获得2017年Scialog奖学金
11月，助理教授Emily Ryan （ME， MSE）被授予2017年Scialog高级储能奖学金，以及该领域一些全国最优秀的澳门威尼斯人注册网站研究人员。
颁发这些奖学金的科学进步澳门威尼斯人注册网站研究公司（RCSA）通过Scialog计划，旨在鼓励理论物理学家和实验物理学家之间的合作。在11月举行的研讨会上，他们做到了这一点。Ryan说：“整个研讨会背后的想法是将从未在一起工作过的人聚集在一起合作一个项目，并带来各方的专业知识。”
Scialog研讨会的重点是围绕先进电池技术的问题，探索需要澳门威尼斯人注册网站研究的不同澳门威尼斯人注册网站研究领域，以及65名奖学金获得者可以合作的方式。在研讨会结束时，澳门威尼斯人注册网站研究人员为RCSA的不同澳门威尼斯人注册网站研究小组撰写了种子基金的拨款提案。“我遇到了来自全国各地的人，我和其中两个人一起写了一份提案，来澳门威尼斯人注册网站研究一个具体问题。如果他们为我们提供资金，我们将有一年的资金来尝试和积累数据，之后我们将与同一小组一起回去参加另一个研讨会，届时将有另一个机会申请后续资金。RCSA基金的目标是提供建立合作和收集初步数据的机会，这样我们就可以向能源部或国家科学基金会申请资金，”Ryan解释说，他与哥伦比亚大学和加州州立大学北岭分校的澳门威尼斯人注册网站研究人员一起澳门威尼斯人注册网站研究电池的树突生长。
Ryan的澳门威尼斯人注册网站研究重点是各种能源相关系统的计算建模，其中她澳门威尼斯人注册网站研究了多相，多物理系统。电池内部的反应传输是一个例子，但她也澳门威尼斯人注册网站研究了发电厂的各种其他碳捕获系统，或者柴油燃料喷射器的空化。
在电池领域，她一直在澳门威尼斯人注册网站研究锂电池的枝晶生长。树突生长在高级锂电池和商用锂离子电池（比如你的手机）充电或放电时都会发生。她解释说：“这基本上意味着表面——当锂被镀或使用时——不均匀生长，这导致这些枝晶或树状结构生长，最终导致性能下降。还有其他问题也会导致性能下降，但树突生长是主要问题之一。你可以看到，随着时间的推移，手机的性能会下降，当你换了一部新手机时，它可以使用一天或更长时间，但六个月或一年后，你的手机可能只使用了半天就需要充电了。”Ryan补充说，虽然树突的生长会导致性能问题，但它也可能导致安全问题，因为如果这些树突从细胞的一边生长到另一边，它们就会短路。“当你听说笔记本电脑电池起火时，这类事情可能是由于树突生长而发生的。”
“这基本上意味着，当锂被镀或使用时，表面不会均匀生长，这会导致这些枝晶或树状结构的生长，最终导致性能下降。”
Ryan教授开发了计算模型来澳门威尼斯人注册网站研究界面附近的质量输运对枝晶生长的影响。她为Scialog研讨会提出的建议旨在扩展这项工作，并与哥伦比亚大学的实验学家和加州州立大学北岭分校的理论化学家合作，进一步了解树突生长的驱动力，并澳门威尼斯人注册网站研究抑制和控制生长的方法，以延长电池的寿命。这项澳门威尼斯人注册网站研究的目标是开发一个多尺度建模框架，通过实验得到一个更好的范例来观察和理解它，并有希望提出树突生长问题的解决方案。
虽然这项澳门威尼斯人注册网站研究的重点是这些电池的安全性和寿命，但它也是一个能源效率问题，因为今天使用的锂离子电池只使用一种化学物质，基于这种化学物质，你可以从中获得的能量是有限的。Ryan说：“我们澳门威尼斯人注册网站研究的这些锂金属电池是一种稍微不同的化学物质，它的实际能量密度比锂离子电池大一个数量级。如果我们能让这些系统商业化，那么你的手机一次充电就有可能使用一周而不是一天，而且在电动汽车上也有巨大的应用潜力。”她补充说：“如今，电动汽车的最佳行驶里程大约是200英里，最多300英里。然而，这种表现仅限于特斯拉汽车，很多人都负担不起。有了更高能量密度的电池，这些汽车就有可能行驶更长的距离，这意味着电动汽车有可能行驶500英里，就像汽油车一样。”