بطارية يمكنك رؤيتها من خلالها

صنع باحثون في جامعة ستانفورد بطاريات شفافة بالكامل ، وهي آخر مكون مفقود ضروري لعمل شاشات شفافة وأجهزة إلكترونية أخرى.

قوة واضحة: يمكن لبطاريات الليثيوم أيون الشفافة مثل هذه أن تعمل في النهاية على تشغيل الإلكترونيات المحمولة الواضحة.

أستاذ علوم المواد بجامعة ستانفورد يي كوي ، الذي قاد العمل ، يقول إن قدرًا هائلاً من الأبحاث يذهب إلى جعل البطاريات تخزن المزيد من الطاقة لفترة أطول ، ولكن لم يتم إيلاء اهتمام كبير لجعلها أكثر جمالًا وروعة.



قام الباحثون سابقًا بعمل اختلافات شفافة على فئات رئيسية أخرى من الإلكترونيات ، بما في ذلك الترانزستورات والمكونات المستخدمة للتحكم في شاشات العرض ، ولكن ليس البطاريات بعد. يقول كوي ، إذا لم تتمكن من جعل البطارية شفافة ، فلا يمكنك جعل الأداة شفافة.

من الأسهل استخدام بعض مكونات البطاريات باستخدام مواد شفافة أكثر من غيرها. يقول كوي إن الأقطاب الكهربائية هي الجزء الصعب. تتمثل إحدى طرق صنع قطب كهربائي شفاف في جعله نحيفًا جدًا ، بسمك حوالي 100 نانومتر. ولكن لا يمكن للقطب الكهربائي الرفيع أن يخزن طاقة كافية ليكون مفيدًا.

أين تصنع androids

هناك طريقة أخرى تتمثل في جعل القطب في شكل نمط له ميزات أصغر مما يمكن للعين المجردة رؤيته. طالما توجد مادة قطب كهربي إجمالية كافية في البطارية ، فإن هذا النوع من القطب لا يزال بإمكانه تخزين قدر كبير من الطاقة. صمم Cui قطبًا شبكيًا حيث تكون جميع خطوط الشبكة بترتيب 50 ميكرومترًا ، وهي غير مرئية بشكل فعال ، ولا تحتوي المربعات الموجودة داخل الشبكة على مواد للبطارية.

يعد التصنيع أيضًا أمرًا صعبًا ، نظرًا لأن الطرق المعتادة لصنع المكونات في هذا القرار تتطلب عمليات كيميائية قاسية تتسبب في تلف مواد البطارية. بدلاً من ذلك ، استخدمت مجموعة ستانفورد طريقة بسيطة نسبيًا لصنع الأقطاب الشبكية الشفافة ، والتي يتم تجميعها معًا داخل بوليمر شفاف واسفنجي يسمى PDMS.

بدأوا باستخدام الطباعة الحجرية لصنع قالب على رقاقة سيليكون. ثم يقومون بصب PDMS السائل فوق القالب ، وعلاج البوليمر لتجميده ، وتقشيره من القالب. ثم يتم نقش ورقة PDMS بشبكة من القنوات الضيقة. بعد ذلك يقومون بالتنقيط بمحلول من مواد قطب كهربائي على سطح PDMS. تعمل الحركة الشعرية على سحب المواد إلى الداخل حتى تملأ جميع القنوات لإنشاء الشبكة. استخدم الباحثون مواد بطاريات الليثيوم أيون القياسية لصنع أقطابهم الكهربائية.

لجعل البطارية كاملة ، يقومون بوضع مادة هلامية شفافة بين القطبين ، ووضعها كلها داخل غلاف بلاستيكي واقي. ابتكر باحثو جامعة ستانفورد نماذج أولية واستخدموها لتشغيل مصباح LED يمكن رؤية ضوءه من خلال البطارية نفسها.

يقول كوي أن هذه البطاريات ، من الناحية النظرية ، يجب أن تكون قادرة على تخزين ما يقرب من نصف الطاقة مثل بطارية غير شفافة ذات حجم مكافئ ، لأن هناك مفاضلة بين كثافة الطاقة والشفافية. يمكنهم وضع شبكة أكثر سمكًا من مواد الأقطاب الكهربائية لتخزين المزيد من الطاقة ، ولكن هذا يعني مرور ضوء أقل.

حتى الآن ، يمكن للنماذج الأولية لمختبره تخزين 20 واط / ساعة لكل لتر ، وهي نفس القدر من الطاقة مثل بطارية النيكل والكادميوم ، لكن Cui يتوقع تحسين ذلك بترتيب من حيث الحجم ، جزئيًا عن طريق تقليل سمك ركيزة البوليمر ، و من خلال جعل الخنادق التي تمسك بمواد القطب أعمق.

هناك طريقة أخرى لتخزين المزيد من الطاقة دون التضحية بالشفافية وهي تكديس عدة خلايا فوق بعضها البعض بطريقة تصطف فيها شبكة الأقطاب الكهربائية ، مما يسمح للضوء بالمرور. حتى الآن ، صنعت المجموعة أقطابًا يبلغ عرضها حوالي بوصة واحدة ، لكن كوي يقول إنه يمكن جعلها أكبر بكثير ، ويمكن ببساطة قطع المادة إلى الحجم المطلوب.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

مؤشر With

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به