Batterie transparente

Depuis la fin du mois de février 2013, un groupe de scientifiques de l'Université Kogakuin du Japon, six personnes dirigées par le professeur Sato, ont développé et mis en œuvre une idée innovante - une batterie lithium-ion presque transparente.

Enfin, après deux ans et demi, à savoir le 27 août 2015, à l'exposition Innovation Japan 2015 qui s'est tenue à Tokyo, les chercheurs ont présenté au grand public un prototype fonctionnel, une batterie translucide pouvant être chargée à partir de lumière de longueurs d'onde différentes, du rouge au proche ultraviolet .

Les couches minces des électrodes d'anode et de cathode, respectivement de 90 et 80 nanomètres d'épaisseur, se sont révélées presque transparentes. Plus la longueur d'onde de la lumière de charge est longue, plus les électrodes de film restent transparentes après la charge. Ainsi, sous l'influence de la lumière verte, dont la longueur d'onde est de 550 nanomètres, la transparence globale est de 60%, et sous l'influence de la lumière solaire, la densité de lithium sur les électrodes augmente de manière significative, et la transparence chute à 30%.

Il a été immédiatement décidé d'utiliser Li3Fe2 (PO4) 3 (LFP) comme base de l'électrolyte pour l'électrode positive, et Li4Ti5O12 (LTO) et LiPF6 (hexafluorophosphate de lithium) pour l'électrode négative. Ces matériaux sont largement utilisés dans la production de batteries lithium-ion opaques conventionnelles.

C'est sur eux, en 2013, que les scientifiques ont choisi le plus adapté à l'objectif. Des films d'anode et de cathode ont été appliqués sur des substrats en verre à une température de l'air de 550 degrés pendant 30 et 10 minutes, respectivement.

Les batteries résultantes peuvent être chargées à la fois à partir de la lumière du soleil, en remplaçant les panneaux solaires, et à partir d'autres sources lumineuses d'une luminosité appropriée. Une démonstration à l'exposition a montré comment une nouvelle batterie a été déchargée cinq fois et chargée par ultraviolets avec une densité d'énergie de 10 mW / cm2, ce qui représente environ 10% de la lumière solaire ordinaire. La tension de sortie était de 3,6 volts, comme avec batteries au lithium conventionnelles.

Les tests effectués dans les laboratoires précédant l'exposition ont montré que le nouveau type de batteries peut supporter 20 cycles de décharge-charge sans perte de performance.

Les inventeurs eux-mêmes estiment que leurs batteries transparentes seront une solution très prometteuse pour les recouvrir de fenêtres de bâtiments, de vitres de voitures et d'autres surfaces transparentes, comme une teinte claire capable de générer du courant électrique.

C'est exactement ce qui va permettre de combiner les sources d'énergie renouvelables, les méthodes d'accumulation et de stockage de cette énergie, avec les derniers systèmes dits «smart buildings» dont les fenêtres pourront collecter et accumuler l'énergie solaire.