Transparante batterij

Sinds eind februari 2013 heeft een groep wetenschappers van de Kogakuin University of Japan, zes mensen onder leiding van professor Sato, een innovatief idee ontwikkeld en geïmplementeerd: een bijna transparante lithium-ionbatterij.

Eindelijk, na twee en een half jaar, namelijk op 27 augustus 2015, op de Innovation Japan 2015-tentoonstelling in Tokio, presenteerden de onderzoekers aan het grote publiek een werkend prototype, een doorschijnende batterij die kan worden opgeladen van licht met verschillende golflengten, van rood tot bijna ultraviolet .

Dunne films van de elektroden van de anode en kathode, respectievelijk 90 en 80 nanometer dik, bleken bijna transparant te zijn. Hoe langer de golflengte van het oplaadlicht, des te transparanter blijven de filmelektroden na het opladen. Dus onder invloed van groen licht, waarvan de golflengte 550 nanometer is, is de algehele transparantie 60% en onder invloed van zonlicht neemt de lithiumdichtheid op de elektroden aanzienlijk toe en daalt de transparantie tot 30%.

Er werd onmiddellijk besloten om Li3Fe2 (PO4) 3 (LFP) te gebruiken als basis van de elektrolyt voor de positieve elektrode, en Li4Ti5O12 (LTO) en LiPF6 (lithiumhexafluorfosfaat) voor de negatieve elektrode. Deze materialen worden veel gebruikt bij de productie van conventionele, ondoorzichtige lithium-ionbatterijen.

Het was op hen dat wetenschappers in 2013 kozen als de meest geschikte voor het doel. Anode- en kathodefilms werden aangebracht op glassubstraten bij een luchttemperatuur van 550 graden gedurende respectievelijk 30 en 10 minuten.

De resulterende batterijen kunnen worden opgeladen, zowel van zonlicht, vervangende zonnepanelen, als van andere lichtbronnen met geschikte helderheid. Een demonstratie op de tentoonstelling liet zien hoe een nieuwe batterij vijf keer werd ontladen en opgeladen vanuit ultraviolet met een energiedichtheid van 10 mW / cm2, wat ongeveer 10% is van gewoon zonlicht. De uitgangsspanning was 3,6 volt, zoals bij conventionele lithiumbatterijen.

Tests in laboratoria voorafgaand aan de tentoonstelling toonden aan dat het nieuwe type batterijen bestand is tegen 20 ontladingscycli zonder prestatieverlies.

De uitvinders zelf geloven dat hun transparante batterijen een veelbelovende oplossing zullen blijken te zijn om ze te bedekken met vensters van gebouwen, autoruiten en andere transparante oppervlakken, als een lichte tint die in staat is elektrische stroom te genereren.

Dit is precies wat het mogelijk maakt om hernieuwbare energiebronnen, methoden voor accumulatie en opslag van deze energie te combineren met de nieuwste systemen van zogenaamde "slimme gebouwen", waarvan de ramen zonne-energie kunnen verzamelen en accumuleren.