Διαφανής μπαταρία

Από τα τέλη Φεβρουαρίου 2013, μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο Kogakuin της Ιαπωνίας, έξι άτομα με επικεφαλής τον καθηγητή Sato, έχουν αναπτύξει και εφαρμόζουν μια καινοτόμο ιδέα - μια σχεδόν διαφανή μπαταρία ιόντων λιθίου.

Τέλος, μετά από δυόμισι χρόνια, δηλαδή στις 27 Αυγούστου 2015, στην έκθεση Innovation Japan 2015 που πραγματοποιήθηκε στο Τόκιο, οι ερευνητές παρουσίασαν στο ευρύ κοινό ένα πρωτότυπο εργασίας, μια ημιδιαφανή μπαταρία που μπορεί να φορτιστεί από το φως με διαφορετικά μήκη κύματος, από το κόκκινο έως το σχεδόν υπεριώδες .

Οι λεπτές μεμβράνες των ηλεκτροδίων της ανόδου και της καθόδου, πάχους 90 και 80 νανομέτρων, αντιστοίχως, αποδείχθηκαν σχεδόν διαφανείς. Όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος κύματος του φώτα φόρτισης, τόσο πιο διαφανή τα ηλεκτρόδια φιλμ παραμένουν μετά τη φόρτιση. Έτσι, υπό την επίδραση του πράσινου φωτός, το μήκος κύματος του οποίου είναι 550 νανόμετρα, η συνολική διαφάνεια είναι 60% και κάτω από τη δράση του ηλιακού φωτός, η πυκνότητα του λιθίου στα ηλεκτρόδια αυξάνεται σημαντικά και η διαφάνεια μειώνεται στο 30%.

Αμέσως αποφασίστηκε η χρήση του Li3Fe2 (PO4) 3 (LFP) ως βάση του ηλεκτρολύτη για το θετικό ηλεκτρόδιο και του Li4Ti5O12 (LTO) και του LiPF6 (εξαφθοροφωσφορικό λίθιο) για το αρνητικό ηλεκτρόδιο. Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή συμβατικών, αδιαφανών μπαταριών ιόντων λιθίου.

Ήταν σε αυτούς, το 2013, ότι οι επιστήμονες επέλεξαν ως το πιο κατάλληλο για το στόχο. Οι μεμβράνες ανόδου και καθόδου εφαρμόστηκαν σε γυάλινα υποστρώματα σε θερμοκρασία αέρα 550 μοιρών για 30 και 10 λεπτά, αντίστοιχα.

Οι προκύπτουσες μπαταρίες μπορούν να φορτιστούν τόσο από το φως του ήλιου, την αντικατάσταση των ηλιακών συλλεκτών, όσο και από άλλες πηγές φωτός κατάλληλης φωτεινότητας. Μια επίδειξη στην έκθεση έδειξε πως μια νέα μπαταρία εκφορτώθηκε πέντε φορές και φορτώθηκε από την υπεριώδη ακτινοβολία με πυκνότητα ενέργειας 10 mW / cm2, που είναι περίπου 10% του συνηθισμένου ηλιακού φωτός. Η τάση εξόδου ήταν 3,6 βολτ, καθώς και συμβατικές μπαταρίες λιθίου.

Οι δοκιμές σε εργαστήρια που προηγήθηκαν της έκθεσης έδειξαν ότι ο νέος τύπος μπαταριών μπορεί να αντέξει 20 κύκλους φορτίου εκφόρτισης χωρίς απώλειες στην απόδοση.

Οι ίδιοι οι εφευρέτες πιστεύουν ότι οι διαφανείς μπαταρίες τους θα αποδειχθούν πολύ ελπιδοφόρες λύσεις για την κάλυψή τους με παράθυρα κτιρίων, παράθυρα αυτοκινήτων και άλλες διαφανείς επιφάνειες, ως ελαφριά απόχρωση ικανή να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα.

Αυτό ακριβώς θα επιτρέψει τον συνδυασμό των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, των μεθόδων συσσώρευσης και αποθήκευσης αυτής της ενέργειας, με τα τελευταία συστήματα των αποκαλούμενων "έξυπνων κτιρίων", τα παράθυρα των οποίων θα είναι σε θέση να συλλέγουν και να συσσωρεύουν ηλιακή ενέργεια.