Благодаря инновационной краске любая поверхность становится аккумулятором

Инновационной разработкой американских ученых стала необычная краска. Это высокотехнологичное покрытие делает любые предметы, на которые нанесена краска, похожими по свойствам на аккумуляторные батареи.

Но для начала поговорим о современных аккумуляторных батареях. В основе работы таких батарей лежит взаимодействие электродов с электролитами (литий-ионное/литий-полимерное). Они защищены особым корпусом и имеют вытянутую цилиндрическую форму, что ставит некоторые затруднения перед разработчиками современной электроники. В особенности размер и форма батареи влияет на габариты нового гаджета.

Команда исследователей Хьюстонского университета Райс, предложили несколько иной подход к построению конструкции аккумуляторов. Они нашли способ, как «разбить» все составляющие аккумулятора без вреда технологии выработки и накопления энергии. Полученную рассыпчатую смесь соединили с особой жидкостью. В итоге такой раствор стало возможно наносить на любую поверхность, используя для этого баллончик с распылителем. Новоиспеченное изобретение американской команды значительно упрощает подход к выбору элементов питания для компактных и миниатюрных джевайсов, которым необходима постоянная зарядка.

Если говорить о конструкции «краски-аккумулятора», то она не совсем хаотична. Чтобы аккумулятор начал свою работу, на поверхность наносятся определенные слои материала в определенной последовательности. Все слои выполняют особую роль, как элементы стандартного аккумулятора (электроды и диэлектрик между ними). Работоспособность таких батарей достигает 60-ти циклов зарядки/разрядки и за этот период емкость аккумулятора остается неизменной.

Первый слой батареи состоит из смеси углеродных нанотрубок , органического растворителя и очень измельченной сажи. Слой выполняет роль токопроводника и наносится на токопроводящую поверхность или на диэлектрический материал.
После этого наносится слой, выполняющий роль катода, в состав которого входит окис-лития кольбата и тонкий порошкообразный слой углерода.

Далее структуру батареи дополняет диэлетрик полимерного типа – это смесь резины, диоксида кремния, полимера РММА и этанола. Далее располагается слой, выполняющий роль анода (соединение окиси лития и титана). Пятерку слоев аккумуляторной батареи замыкает раствор медной краски этилового спирта.Такое «аккумуляторное» покрытие можно свободно наносить на керамические, стеклянные и металлические изделия простой и сложной формы.

И вот, казалось бы, что вроде все так хорошо складывается, но всегда есть еще одно «но». Трудность, которая возникает у создателей таких батарей – это особенности нанесения электролита. Его нужно наносить только в сухой анаэробной среде (без кислорода), а добиться таких условий за пределами лаборатории не так уж легко. Как результат, стоимость технологии производства таких аккумуляторов возрастает на порядок выше. Именно поэтому ученые из Хьюстона ищут более универсальную структуру этого слоя, который позволит без особых подготовительных мероприятий сделать качественный и рабочий девайс.