Батарея в печати: Слои энергии

Новый процесс позволяет напечатать литиево-ионный аккумулятор, нанеся его практически на любую поверхность, — или просто нарисовать его кисточкой.
19
12754
  • Аккумулятор нанесен кистью, слой за слоем
    Аккумулятор нанесен кистью, слой за слоем
  • По сути своей и по механизму действия такой аккумулятор не отличается от обычного
    По сути своей и по механизму действия такой аккумулятор не отличается от обычного
  • Кафельные плитки, покрытые аккумулятором, питают светодиоды
    Кафельные плитки, покрытые аккумулятором, питают светодиоды

Компоненты подзаряжаемого аккумулятора, созданного в лаборатории Паликеля Аджаяна (Pulickel Ajayan), превращены в тонкие слои, которые могут наноситься на поверхность основы. «Традиционный подход к конструированию аккумуляторов получил дополнительную гибкость, — говорит профессор Аджаян, — которая открывает новые возможности для их интеграции в различные устройства».

В общей сложности аккумулятор состоит из пяти слоев — катода, анода, изолятора и двух токоприемников. Слой положительного токоприемника состоит из смеси углеродных нанотрубок с наночастицами углерода, взвешенными в N-метилпирролидоне. Следом идет слой катода — оксид лития кобальта, плюс углерод и сверхтонкая графитовая пыль в связывающем веществе. В центре — изолятор, набор непроводящих пластиков и диоксида кремния. Четвертый слой — анод — смесь оксида титана лития и графитовой пыли в связывающем веществе. Наконец, второй токоприемник — обычная медная краска, разведенная в спирте.

Самым сложным, по словам авторов, было добиться прочности закрепления слоев друг на друге и на основе. Именно для этого им пришлось изрядно намучиться с подбором оптимальных компонентов и их концентраций. Чтобы апробировать, насколько прочно будет держаться такой аккумулятор-покрытие, ученые наносили его на различные поверхности — они апробировали керамическую плитку, гибкий пластик, стекло, нержавеющую сталь и даже пивную кружку. Результат — замечательный.

К примеру, ученые соединили параллельно девять обычных кафельных плиток, из которых восемь были покрыты слоем аккумулятора, а последняя — тонкой панелью солнечной батареи. Вместе они обеспечивали стабильное напряжение 2,4 В и смогли в течение шести часов питать набор светодиодов, высвечивавших название университета — Rice (см. иллюстрацию слева). Практически никакого ухудшения рабочих характеристик не наблюдалось даже после 60-ти циклов перезарядки.

Разработчики уже получили патент на свою технологию, хотя и продолжают ее совершенствовать, добиваясь настолько надежного покрытия, чтобы его можно было без опаски использовать даже на открытом воздухе, оставляя аккумулятор открытым всем ветрам.

По пресс-релизу Rice University

Комментарии

19 комментариев