Mellékleteink: HUP | Gamekapocs
Keres

Elkészült az első átlátszó akkumulátor

Folyó Gergely, 2011. július 26. 12:26
Ez a cikk több évvel ezelőtt születetett, ezért előfordulhat, hogy a tartalma már elavult.
Frissebb anyagokat találhatsz a keresőnk segítségével:

A Stanford Egyetem kutatói előrukkoltak az első átlátszó akkumulátorral, aminek előállítási költsége nem magasabb a szokványos telepeknél. A tervezők szerint négy éven belül elterjedhet az újdonság a piacon, ezzel pedig megnyílik az út a teljesen átlátszó kütyük előtt.

Részben átlátszó eszközök már eddig is készültek: MP3-lejátszók, mobiltelefonok és digitális képkeretek, amelyek külsőre látványosak ugyan, hiszen akár a kijelzőik is áttetszővé tehetők, de mégsem tökéletesek, mert egyetlen komponensük, az akkumulátoruk továbbra is látható maradt, ami nem kicsit csorbítja a vizuális élményt. A Stanford Egyetem tudósai nemrég áttörést értek el, Yi Cui, a SLAC professzora és végzős diákja, Yuan Yang elkészítették az első lítium-ion akkumulátort, ami szinte teljesen átlátszó.

Csak a szemünket kell átverni

A kutatóknak azt az alapvető problémát kellett feloldania, hogy úgy készítsék el a különleges akkut, hogy annak a teljesítménye elegendő legyen egy elektronikai kütyü kiszolgálására, illetve az is nehézséget jelentett, hogy az akkumulátorokban jelenleg használt, kulcsfontosságú anyagokat nem lehet átlátszóvá tenni, és nem is nagyon lehet őket kicserélni valami másra. Cui és Yang ezért az egységek felépítését illetően volt kénytelen alternatíva után nézni.

Az alapötlet tulajdonképpen egyszerű: az akkumulátor azon részeit, amiket semmilyen módon nem lehet átlátszóvá tenni, olyan kicsi méretben kell elhelyezni, hogy az emberi szem ne tudja észlelni őket. Yang elmondása szerint az ember legjobb esetben is csak 50-100 mikron nagyságú elemeket tud észrevenni, ha valami ennél kisebb, az gyakorlatilag láthatatlan marad számára. Yang és Cui az elektródák hálószerű felépítése mellett döntött, melynek minden vonala körülbelül 35 mikron széles, így a fény könnyedén áthatol a rácson, maga a háló pedig nem észlelhető. Persze a megvalósítás már nehezebb.

A tudósok egy viszonylag olcsó, három lépéses eljárást dolgoztak ki az átlátszó akkumulátor előállítására. Az általában használt anyagok - alumínium vagy réz - helyett egy átlátszó, rugalmas anyag, a dimetil-polisziloxán (PDMS) mellett döntöttek, amit számtalan területen alkalmaznak ma is, készülnek belőle például kontaktlencsék és orvosi implantátumok is többek között. Egyetlen hátránya, hogy nem vezető anyag, ezért a PDMS-t egy szilíciumból készült rácsformába öntötték, és így párologtattak szét rajta egy vékony fémréteget, majd a folyadékba nanoméretű aktív elektróda anyagokat tettek. A rácsokat módosított, szintén átlátszó elektrolit gélbe helyezték, ennek a különlegessége, hogy elválasztóként is funkciónál, miután a hagyományos elválasztók nem átlátszók.

Az utolsó kirakós darabka

Egy ilyen egység egyetlen cellát jelent, ha a rétegek számát növeljük, egyre erősebb akkumulátorokat készíthetünk, ráadásul pontos illesztéssel az átlátszóság is megmarad: Cuiék tesztje szerint míg egy réteg 62 százalékos áttetszőséget biztosít, addig három réteg esetében ez az arány 60 százalékra csökkent, ami elhanyagolható veszteség. Bár az átlátszó és vékony akkumulátorok gyártása nem kerül sokkal többe mint a most használt változatoké, az tény, hogy teljesítmény terén még van hova fejlődniük.

A mérleget az átlátszóság felé billentve le kell mondanunk némi plusz energiáról, a kutatók szerint 50-80 százalékos áttetszőség mellett az akkumulátorok harmad- vagy feleannyi kapacitásúak lehetnek mint a hagyományos darabok - inkább a nikkel-kadmium akkumulátorokkal veszik fel a versenyt. Cui szerint az új akkumulátor 2-4 éven belül jelenhet meg a fogyasztói eszközökben, mindez attól függ, hogy milyen mértékben növelhető majd a gyártás nagyságrendje.

Az újdonságot többen is úgy értékelték, mint az utolsó kirakós darabkát egy teljes mértékben átlátszó, hajlítható eszközhöz - Cui viccesen azt is hozzátette, hogy mindenképpen beszélni fog Steve Jobsszal egy áttetsző iPhone-ról