بطارية شفافة

منذ نهاية فبراير 2013 ، قامت مجموعة من العلماء من جامعة كوجاكوين اليابانية ، ستة أشخاص بقيادة البروفيسور ساتو ، بتطوير وتنفيذ فكرة مبتكرة - بطارية ليثيوم أيون شبه شفافة.

أخيرًا ، بعد عامين ونصف ، أي في 27 أغسطس 2015 ، في معرض Innovation Japan 2015 الذي أقيم في طوكيو ، قدم الباحثون لعامة الناس نموذجًا أوليًا للعمل ، بطارية شفافة يمكن شحنها من الضوء بأطوال موجية مختلفة ، من الأحمر إلى الأشعة فوق البنفسجية القريبة .

الأغشية الرقيقة من أقطاب الأنود والكاثود ، بسمك 90 و 80 نانومتر ، على التوالي ، تبين أنها شبه شفافة. كلما كان طول موجة ضوء الشحن ، كلما ظل أقطاب الفيلم أكثر شفافية بعد الشحن. لذلك ، تحت تأثير الضوء الأخضر ، الذي يبلغ طول الموجة 550 نانومتر ، والشفافية الكلية 60٪ ، وتحت تأثير أشعة الشمس ، تزداد كثافة الليثيوم في الأقطاب الكهربائية بشكل كبير ، وتنخفض الشفافية إلى 30٪.

تقرر على الفور استخدام Li3Fe2 (PO4) 3 (LFP) كأساس للإلكتروليت للإلكترود الإيجابي ، و Li4Ti5O12 (LTO) و LiPF6 (سداسي فلورو فوسفات الليثيوم) للإلكترود السالب. تستخدم هذه المواد على نطاق واسع في إنتاج بطاريات الليثيوم أيون التقليدية غير الشفافة.

كان عليها ، في عام 2013 ، أن العلماء اختاروا الأكثر ملائمة لهذا الهدف. تم تطبيق أفلام الأنود والكاثود على الركائز الزجاجية في درجة حرارة الهواء من 550 درجة لمدة 30 و 10 دقائق ، على التوالي.

يمكن شحن البطاريات الناتجة من ضوء الشمس ، واستبدال الألواح الشمسية ، ومن مصادر الإضاءة الأخرى ذات السطوع المناسب. أظهرت مظاهرة في المعرض كيف تم تفريغ بطارية جديدة خمس مرات وشحنها من الأشعة فوق البنفسجية بكثافة طاقة تبلغ 10 ميجاوات / سم 2 ، أي حوالي 10٪ من ضوء الشمس العادي. كان الجهد الناتج 3.6 فولت ، كما هو الحال مع بطاريات الليثيوم التقليدية.

أظهرت الاختبارات في المختبرات السابقة للمعرض أن النوع الجديد من البطاريات يمكن أن يتحمل 20 دورة من شحنات التفريغ دون خسارة في الأداء.

يعتقد المخترعون أنفسهم أن بطارياتهم الشفافة سوف تكون حلاً واعداً لتغطيتها بنوافذ من المباني ونوافذ السيارات وغيرها من الأسطح الشفافة ، وذلك بمثابة صبغة خفيفة قادرة على توليد تيار كهربائي.

هذا هو بالضبط ما سيسمح بدمج مصادر الطاقة المتجددة ، وطرق تجميعها وتخزينها ، مع أحدث أنظمة ما يسمى "المباني الذكية" ، والتي ستتمكن نوافذها من تجميع الطاقة الشمسية وتجميعها.