Cercetătorii Universității Stanford au creat baterii complet transparente, cea din urmă componentă care mai avea de atins acest prag în vederea creării de dispozitive electronice prin care ochiul uman să poată vedea.
Coordonatorul echipei care a făcut posibilă această realizare, expertul în materiale Yi Cui, susține că unele componente ale bateriilor pot fi cu ușurință făcute transparente, dar o adevărată provocare în acest sens o ridică electrozii.
O soluție, sugerează cercetătorul, este realizarea unor electrozi extrem de subțiri, cu o grosime de circa 100 de nanometri. Dar acest lucru presupune imposibilitatea stocării unei cantitati suficiente de energie încât electrozii să mai fie folositori.
O altă abordare este construirea electrozilor în forma unei rețele de tip țesătură, adică din elemente cu spații goale între ele pe care, fiind nealăturate, ochiul uman nu le poate observa. Atât timp cât există, în totalitate, suficient material pe post de electrod în baterie, el poate stoca o cantitate semnificativă de energie.
Folosind această metodă, Cui a proiectat un electrod întrețesut, ale cărui linii măsoară circa 50 de micrometri grosime. Unite, încât să formeze o singură bucată, acestea ar putea fi detectate de ochiul uman, însă cu distanță între ele sunt destul de mici încât să fie invizibile în condiții normale.
Echipa de chimiști și de fizicieni de la Stanford a adus inovație și în sensul fabricării acestor componente, folosind o metodă relativ simplă: electrozii întrețesuți sunt ținuți laolaltă în interiorul unui polimer limpede numit PDMS. În rest, se folosesc materiale tipice bateriilor cu litiu-ion, pentru crearea electrozilor.
Pentru desăvârșire, experții introduc un electrolit transparent, din gel, între cei doi electrozi, iar ansamblul este stocat apoi într-un înveliș protector din plastic. În cadrul experimentelor, cu un prototip de asemenea baterie s-a alimentat un LED, a cărui lumină putea fi privită prin baterie.
Cui este de părere că aceste baterii ar trebui, teoretic, să poată stoca aproximativ jumătate din energia care încape într-o baterie opacă de dimensiuni echivalente, deorece există o compensare între densitatea energetică și transparență. Rețeaua electrozilor poate fi îngroșată sau îndesită, dar acest lucru presupune o oarecare opacizare.
Momentan, prototipurile de la Stanford pot stoca 20 de watti/ora per litru, cam cât o baterie cu nichel-cadmiu, dar Cui se așteaptă să poată îmbunătăți această performanță, prin subțierea substratului de polimer, dar și prin alte metode mai complexe.
Foto: Technology Review
