Ohebné a průhledné Li-ion baterie
Zní to jako ze sci-fi filmu, ale díky tomuto novému objevu je vynález průhledného mobilního telefonu na dosah ruky. Několika společnostem si již podařilo vytvořit průhledný mobilní telefon (společnost LG) s průhlednou klávesnicí, avšak zatím se nepodařilo sestrojit plně průhledné zařízení.
Vzhledem k tomu, že klíčové komponenty Lithium-iontových baterií jsou neprůhledné si vědeci Yuan Yang a Yi Cui uvědomili, že by bylo možné tyto komponenty zmenšit tak, aby byly lidským okem neviditelné. Pokud je něco menší než 50 μm je to pro lidské oko neviditelné, protože nejmenší předměty, které může lidské oko ještě vidět mají nejmenší rozměry od 50 - 100 μm, řekl Yuan Yang
Yang a Cui si dali za úkol vytvořit velmi tenkou síť pro elektrody baterie v nichž by každá linka elektrod má šířku 35 μm. Světlo by tedy procházelo přes průhledné mezery mezi jednotlivými linkami a jednotlivé linky by se pak díky své tloušťce jevily jako neviditelné. To však bylo mnohem jednodušší vymyslet než zrealizovat uvedli Yang a Cui. Aby se jejich vize stala skutečností, musela dvojice vědců vyřešit několik dílčích problémů.
Běžně používané materiály jako je měď nebo hliník museli být díky své nízké pružnosti a neprůhlednosti vyloučeny a nahrazeny jinými transparentními a pokud možno ohebnými materiály. Dvojice vsadila na průhledný a zároveň ohebný materiál známý jako polydimethylsiloxane (PDMS). PDMS je docela levný materiál, který se dnes používá při výrobě kontaktních čoček. Tento materiál však není vodivý a proto do něj museli být vloženy kovové částečky, aby se z tohoto materiálu stal vodič.
K tomuto účelu byl PDMS nalit do silikonových forem, ve kterých už byla vytvořena síť tenkých linek pro elektrody. Odpařováním a následnou kondenzací kovu se v takto vytvořené síti vytvořil kovový film a materiál PDMS se stal vodivým. Následně byla na takto upravený polotovar nanesena kapalina obsahující miniaturní elektrody, které samovolně klesli svých linek.
V dalším kroku museli vědci vytvořit speciální gel, který funguje zároveň jako elektrolyt a zároveň jako separátor. Přidáním tohoto speciálního gelu mezi dvě elektrody se vytvoří jedna baterie. Přidáváním více vrstev lze získat větší a výkonnější baterie.
Při měření propustnosti světla bylo zjištěno, že jsou-li na sobě uloženy tři vrstvy elektrod je propustnost denního světla 60 %. Jedinou nevýhodou těchto baterií je to, že jejich kapacita je asi jen poloviční než u běžně prodávaných baterií.
Kde jinde se, ale dají využít průhledné baterie? Na tuto otázku odpověděl Cui: „ Je to velmi důležité pro základní výzkum, protože máme tak možnost vidět veškeré procesy, které se uvnitř baterie i během jejího provozu."
Zdroj: Stanford University
