Baterai Li-Ion yang tembus cahaya diisi oleh cahaya

Penemu Jepang telah menunjukkan baterai lithium-ion yang tembus cahaya dengan film elektroda yang sangat tipis yang mengisi baterai. Di masa depan, bahan tersebut dapat menutupi jendela bangunan, jendela mobil sebagai warna, dan permukaan transparan lainnya yang akan menghasilkan arus listrik.

Pengembangan baterai pemancar cahaya dimulai pada 2013 ( pdf ), dan pada 27 Agustus 2015, prototipe yang berfungsi disajikan di Innovation Japan 2015 .

Penemu adalah sekelompok peneliti yang dipimpin oleh Mitsunobu Sato, presiden Universitas Kogakuin, Tokyo, dan profesor di Departemen Fisika Terapan di School of Advanced Engineering di universitas ini.

Dengan tidak adanya sinar matahari, material mentransmisikan cahaya dengan cukup baik: misalnya, pada panjang gelombang 550 nm sesuai dengan lampu hijau, transparansi baterai yang habis adalah 60% ... Di hadapan sinar matahari, baterai mulai menumpuk muatan, kepadatan litium pada elektroda meningkat, dan valensi material berubah, sehingga tingkat perubahan material, transparansi berkurang hingga 30%.



Pada 2013, komponen elektrolit utama untuk elektroda positif adalah Li ₃ Fe ₂ (PO ₄ ) ₃(LFP), dan untuk elektroda negatif - Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ (LTO) dan LiPF ₆ (lithium hexafluorophosphate). Bahan-bahan ini banyak digunakan dalam produksi baterai lithium-ion konvensional.

Pencapaian penemu adalah bahwa mereka mampu mengurangi ketebalan elektroda menjadi 80-90 nanometer dan membuat film yang hampir transparan: katoda 80 nm, anoda 90 nm. Grafik menunjukkan transparansi film LFP dan LTO untuk gelombang dengan panjang yang berbeda.



Grafik berikut menunjukkan transparansi seluruh baterai sebelum dan sesudah pengisian daya.



Baterai diisi oleh sinar matahari atau sumber cahaya terang lainnya. Tegangan output diperbaiki pada 3.6V. Dalam kondisi laboratorium, baterai bertahan dua puluh siklus pengisian / pengosongan dengan hampir tidak ada kehilangan kinerja.



Versi baru baterai pada 2015 dimodifikasi dibandingkan dengan sampel dua tahun lalu. Dilaporkan bahwa beberapa bahan kimia telah digantikan oleh yang lain, tetapi sebuah makalah ilmiah yang menggambarkan desain baru belum dipublikasikan. Di Innovation Japan 2015, para penemu menunjukkan bagaimana baterai habis lima kali dan diisi dari dekat UV dengan kepadatan fluks energi 10 mW / cm ² , yaitu sekitar sepersepuluh dari sinar matahari.

Source: https://habr.com/ru/post/id384161/