Ηλιακές μπαταρίες λιθίου με ψεκασμό σε οποιαδήποτε επιφάνεια

14:42 22/9/2014 - Πηγή: Attiki Press

Στην ανάπτυξη μιας βαφής, με τη χρήση νανοσωλήνων άνθρακα, η οποία μετατρέπει οποιαδήποτε επιφάνεια σε μπαταρία λιθίου, προχώρησαν οι επιστήμονες του αμερικανικού πανεπιστημίου Ράις. Η επαναφορτιζόμενη μπαταρία αποτελείται από ψεκαζόμενες επιστρώσεις, καθεμιά εκ των οποίων αντιστοιχεί στα συστατικά στοιχεία μιας συμβατικής μπαταρίας.

«Ο νέος σχεδιασμός σηματοδοτεί τη μετάβαση από τη συμβατική συσκευασία των μπαταριών σε μια πολύ πιο ευέλικτη προσέγγιση που επιτρέπει την ανάπτυξη σχεδίων κάθε είδους, αλλά και πλήθος δυνατοτήτων ενσωμάτωσης στις συσκευές αποθήκευσης ενέργειας»

επισημαίνει ο Δρ Ατζαγιάν από το Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Επιστήμης Υλικών του πανεπιστημίου.

Η πρώτη επίδειξη της συσκευής έγινε σε μια συστοιχία κεραμιδιών από κεραμικά υλικά που συνδύαζαν μια ηλιακή κυψέλη με μια συστοιχία λαμπτήρων LED. Τα LED τοποθετήθηκαν έτσι ώστε να δημιουργούν τη λέξη «RICE» και τροφοδοτήθηκαν από μπαταρίες τάσης 2,4 Βολτ για πάνω από έξι ώρες.

Οι επιστήμονες πειραματίστηκαν με διάφορες επιφάνειες, για να βρουν το βέλτιστο υπόστρωμα, πάνω στις οποίες ψέκασαν τα πέντε διαδοχικά στρώματα που αποτελούν την μπαταρία: από πλακάκια μπάνιου και εύκαμπτα πολυμερή έως γυαλί, ανοξείδωτο χάλυβα, ακόμα και μια κανάτα μπύρας.

Η τεχνολογία περιγράφεται στην ανοιχτή επιθεώρηση Nature Scientific Report.

—Τα πέντε στρώματα της ψεκαζόμενης μπαταρίας

Το πρώτο στρώμα, ο θετικός πόλος, αποτελεί ένα μείγμα νανοσωλήνων άνθρακα μονού τοιχώματος χωρίς προσμείξεις και σωματιδίων μαύρου άνθρακα διασκορπισμένων σε Ν-Μεθυλοπυρρολιδόνη.

Το δεύτερο είναι η κάθοδος, που περιέχει οξείδιο του κοβαλτίου-λιθίου, άνθρακα και υπέρλεπτη σκόνη γραφίτη σε ένα συνδετικό διάλυμα.

Το τρίτο είναι μια βαφή διαχωρισμού από πολυμερή που περιέχει ρητίνη Kynar Flex, PMMA και διοξείδιο του πυριτίου διασκοπιρσμένο σε ένα διάλυμα.

Το τέταρτο, η άνοδος αποτελεί ένα μείγμα οξειδίου του τιτανίου-λιθίου και UFG και το τελευταίο στρώμα, ο αρνητικός πόλος, αποτελείται από μια βαφή χαλκού διαλυμένη με αιθανόλη.

Οι επιστήμονες οραματίζονται ένα μέλλον όπου κεραμίδια μπαταρίες θα συνδυάζονται με φωτοβολταϊκές κυψέλες εκτοξεύοντας τις προοπτικές της ηλιακής ενέργειας.