Laat ik beginnen met het uiten van een algemeen gevoel van behoedzaamheid met nieuwe lithium-iontechnologie in het algemeen. Er zijn veel artikelen over nieuwe anode, kathode, slankere batterijen en verschillende verbindingen. De meeste van deze technologieën waren echter theoretisch of onmogelijk om in massa te produceren. Ik ga zeggen dat deze meest recente overschilderbare lithium-ionbatterijtechnologie, die vrijwel elk oppervlak in een lithium-ionbatterij kan veranderen, ook in die categorie valt. Het is nog steeds erg cool, en misschien zullen we ooit zien dat deze technologie praktisch wordt. Dit brengt ons bij de lithium-ion-doorbraak van deze week: onderzoekers van de Rice University hebben een lithium-ioncel gemaakt die op elk oppervlak kan worden geverfd .
Kenmerken Van Overschilderbare Lithium-ionbatterijtechnologie
Pulickel Ajayan, een materiaalwetenschapper van Rice, heeft de oplaadbare batterij in zijn laboratorium gemaakt. Het bestaat uit gespoten lagen die de anode- en kathodecomponenten van traditionele batterijen vertegenwoordigen. Nature’s online tijdschrift Scientific Reports publiceert het onderzoek. Dit suggereert dat batterijen opnieuw kunnen worden verpakt in nieuwe verpakkingen en integratiemogelijkheden. Uw batterijen zijn mogelijk geïntegreerd in de producten die ze van stroom voorzien. De batterijen kunnen het gereedschap zijn, niet de vormfactor.
Rice afgestudeerde student Neelam Singh was de hoofdauteur. Zij en haar team besteedden uren aan het formuleren, mengen en testen van verf voor elke laag. Om te testen hoe goed de materialen aan elk substraat zouden hechten, werden ze met airbrush op keramische tegels, flexibele polymeren, glas, roestvrij staal en zelfs een beerstein gespoten.
Negen batterijcellen op badkamertegels werden tijdens het eerste experiment parallel geschakeld. De andere was uitgerust met een zonnepaneel dat stroom omzet van een witte laboratoriumlamp. De accu’s werden volledig opgeladen door de huisstroom en het zonnepaneel. Ze produceerden 2,4 volt wanneer ze volledig waren opgeladen en voedden zes sets lichtemitterende diodes die gedurende zes uur RICE spelden.
De onderzoekers rapporteerden dat de handgeschilderde batterijen opmerkelijk consistent waren in hun capaciteit, binnen plus of min 10 procent van het doel. Ze werden ook door 60 laad-ontlaadcycli geleid met slechts een zeer kleine capaciteitsdaling, zei Singh.
Het meerlaagse geverfde systeem is eigenlijk best interessant. De positieve stroomcollector is de eerste laag. De kathode is de tweede laag. De derde is de polymeerseparatorverf. De vierde laag is de anode, een mengsel van lithiumtitaniumoxide en UFG in een bindmiddel. De laatste laag is de negatieve stroomcollector. Dit is een in de handel verkrijgbare geleidende koperverf die is verdund met ethanol.
Singh zei dat de batterijen gemakkelijk konden worden opgeladen met een kleine zonnecel. Ze voorziet de mogelijkheid om overschilderbare batterijen te integreren met recent gerapporteerde overschilderbare zonnecellen om een energieoogstcombinatie te creëren die moeilijk te verslaan is. Hoe goed de met de hand beschilderde batterijen ook zijn, ze zei dat opschalen met moderne methoden ze met grote sprongen zal verbeteren. Spuitverf is een industrieel proces, dus het zou gemakkelijk zijn om dit in de industrie te integreren, zei Singh.
De Rice-onderzoekers hebben patent aangevraagd op de techniek, die ze verder gaan verfijnen. Singh verklaarde dat ze op zoek zijn naar een manier om geverfde batterijen gemakkelijker in de open lucht te maken. Ze zien hun batterijen ook als samenklikbare tegels die vele configuraties kunnen hebben.
Ik zou bijvoorbeeld graag denken dat we op een dag naar de winkel zouden kunnen gaan en een spuitpakket van 5 blikjes kunnen kopen om een oplaadbare lithium-ionbatterij te produceren die een bepaald apparaat van onze keuze van stroom zou kunnen voorzien.
Dat is misschien niet genoeg voor mijn kleinkinderen, maar wie weet?
