A bateria translúcida de íons de lítio é carregada pela luz

Os inventores japoneses mostraram uma bateria translúcida de íons de lítio com uma película muito fina de eletrodos que carregam a bateria. No futuro, esse material poderá cobrir as janelas de edifícios, as janelas de carros como uma tonalidade e outras superfícies translúcidas que irão gerar corrente elétrica.

O desenvolvimento de uma bateria transmissora de luz começou em 2013 ( pdf ) e, em 27 de agosto de 2015, um protótipo em funcionamento foi apresentado na Innovation Japan 2015 .

Os inventores são um grupo de pesquisadores liderados por Mitsunobu Sato, presidente da Universidade Kogakuin, Tóquio e professor do Departamento de Física Aplicada da Escola de Engenharia Avançada da universidade.

Na ausência de luz solar, o material transmite luz muito bem: por exemplo, a um comprimento de onda de 550 nm, que corresponde à luz verde, a transparência de uma bateria descarregada é de 60% ... Na presença da luz solar, a bateria começa a acumular carga, a densidade de lítio nos eletrodos aumenta e a valência do material muda, então o nível muda. a transparência é reduzida para 30%.



Em 2013, o principal componente eletrolítico do eletrodo positivo foi Li ₃ Fe ₂ (PO ₄ ) ₃(LFP) e para o eletrodo negativo - Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ (LTO) e LiPF ₆ (hexafluorofosfato de lítio). Esses materiais são amplamente utilizados na produção de baterias convencionais de íons de lítio.

A conquista dos inventores é que eles foram capazes de reduzir a espessura dos eletrodos para 80-90 nanômetros e produzir filmes quase transparentes: cátodo 80 nm, ânodo 90 nm. O gráfico mostra a transparência dos filmes LFP e LTO para ondas de diferentes comprimentos.



O gráfico a seguir mostra a transparência de uma bateria inteira antes e depois de uma carga.



As baterias são carregadas pela luz solar ou outra fonte de luz brilhante. A tensão de saída foi fixada em 3,6V. Em condições de laboratório, a bateria suportou vinte ciclos de carga / descarga, praticamente sem perda de desempenho.



A nova versão da bateria em 2015 é modificada em comparação com a amostra há dois anos. É relatado que alguns produtos químicos foram substituídos por outros, mas um artigo científico descrevendo o novo design ainda não foi publicado. Na Innovation Japan 2015, os inventores mostraram como uma bateria é descarregada cinco vezes e carregada a partir do UV próximo, com uma densidade de fluxo de energia de 10 mW / cm ² , que é cerca de um décimo da luz solar.

Source: https://habr.com/ru/post/pt384161/