Но помимо контактов и электродов в обычной литиевой батарее имеется
немало других компонентов, непрозрачных для света. Авторы новой
технологии сумели обойти все эти препятствия, заменив где можно
непрозрачные детали на пропускающие свет, а где это было невозможно —
просто уменьшив толщину компонентов. «Если предмет меньше 50
микрометров, вашим глазам покажется, что он прозрачен», — объясняет
Юань Ян (Yuan Yang), автор идеи прозрачного литиевого аккумулятора
и один из создателей этой батареи. Итак, исследователи взяли PDMS, расплавили его и для создания рядов
неглубоких канавок залили в кремниевую формочку шириной всего 35
микрометров (это меньше предела разрешения человеческого зрения).В эти
углубления были последовательно добавлены пары металла, которые
сконденсировались в тонкие (незаметные на глаз) проводящие дорожки,
а ещё учёные добавили туда же несколько капель активных веществ,
необходимых для формирования электродов. Между двумя слоями таких
электродов Юань поместил электролит-гель, но тоже не вполне обычный.
Учёный модифицировал его так, что тот смог выполнять функции
и электролита, и сепаратора.
Один такой бутерброд из геля, тончайших проводников и полимерных
стенок представляет собой единичную батарейку. Для повышения мощности
устройства можно сложить вместе несколько подобных ячеек. Тесты
показали, что один литиевый сэндвич обладает прозрачностью в видимом
свете в 62%. Но даже три слоя-батарейки, наложенные друг на друга,
продемонстрировали суммарное светопропускание в 60%. Плотность
упаковки энергии в новых батареях уступает классическим литиевым
и может быть сопоставима с никель-кадмиевыми (авторы сообщают о 10
ватт-часах на литр объёма, включая упаковку). При этом дальнейшие
опыты, уверены в Стэнфордском университете, помогут улучшить удельные
показатели таких аккумуляторов. В серийном производстве, по
оценке создателей, прозрачные литиевые аккумуляторы окажутся не дороже
обычных литиево-ионных батарей. (Детали работы изложены в пресс-релизе университета и статье в PNAS.)
|