Учені розробили прозорі батареї

Учені розробили прозорі батареї

Дослідники із Стэнфордского університету розробили повністю прозору батарею - останній бракуючий компонент для виробництва прозорих дисплеїв і інших електронних пристроїв.


Уперше, як говорить професор матеріалознавства із Стэнфордского університету, провідний автор дослідження Йи Цуи(Yi Cui), учені звернулися до естетичної складової при своїх розробках, оскільки основними цілями досліджень зазвичай були створення батарей, що зберігають як можна більша кількість енергії тривалий час.

Раніше з прозорістю дослідники експериментували на транзисторах і компонентах, використовуваних для управління дисплеєм. Але, як відмічає Цуи, неможливо зробити гаджет прозорим, якщо не навчитися створювати таким батарею.

Одні компоненти батареї зробити прозорими легше, інші - важче. Найскладніша частина - електроди. Одним з рішень є створення ультратонкого електроду, завтовшки близько 100 нанометрів. Але тонкі електроди, як правило, не можуть зберігати достатньої кількості енергії, щоб бути в той же самий час і корисний.

Інший метод - створення електроду у вигляді сітки, особливістю якого також є невидимість для людського ока.


Стэнфордская група учених удалася до відносно простого методу, при якому прозора мережа електродів утримується усередині полімеру під назвою PDMS.

Лекало кремнієвої пластини учені створили за допомогою методів літографії. Заливши рідкий полімер PDMS згори пластини, зміцнили його і зняли лекало. Лист PDMS був вигравійований сіткою вузьких каналів. Потім вони покрили поверхню PDMS електродними матеріалами, поки вони не заповнили усі канали сітки. При створенні електродів, дослідники використали матеріали стандартних литий-ионних батарей.

Щоб остаточно зібрати батарею, останнім штрихом, так би мовити, учені вставили чистий гель-електроліт між двома електродами, і помістили усе це усередині захисної пластикової упаковки.

Дослідники із Стэнфорда створили прототипи, і використали їх для живлення світлодіодної лампи, чий світ можна було побачити крізь саму батареї.

Цуи стверджує, що теоретично ці батареї в змозі зберігати приблизно в два рази більше енергії, ніж еквівалентних розмірів непрозорі аналоги. Вони можуть бути і товще і зберігати більшу кількість енергії, але тоді менша кількість світла проходитиме крізь них.

Поки прототипи, створені в лабораторіях Стэнфорда мають щільність зберігання енергії рівну 20 ват-годин на літр. Приблизно стільки ж енергії у нікель-кадмієвих батарей. Учені розраховує поліпшити цей показник зокрема за рахунок зменшення товщини полімерної підкладки, і поглиблюючи канали, що містять електродний матеріал.

Ще одним способом зберігання більшої кількості енергії без збитку для прозорості було б укладання декількох осередків один на одного так, щоб світло проходило через сітку електродів.


Поки група учених розробила електроди, які складають близько дюйма(2,54 сантиметри) завширшки, але Цуи говорить, що вони можуть зробити матеріал набагато більших розмірів, а вже з нього можна було б вирізувати акумулятори потрібної величини.