Direkt zum Inhalt

Flexible Elektronik: Neuer Akku ist durchsichtig und biegsam

Durchsichtiger Akku
Weltweit feilen Forschergruppen an biegsamer, transparenter Elektronik – als Prototypen liegen bereits Displays, Chips oder Touchscreens vor. Allein deren Stromversorgung übernimmt noch immer ein massiver Lithiumionenakku herkömmlicher Bauart.
Durchsichtiger Akku | Der Protoyp der transparenten Batterie wies eine Lichtdurchlässigkeit von 60 Prozent auf. Die Transparenz ließe sich sogar noch steigern – allerdings auf Kosten der Kapazität.
Nun ist es Wissenschaftlern der Stanford University um Yi Cui gelungen, auch dieses Bauteil flexibel und durchscheinend zu gestalten.

Sie stellten dazu einen Träger aus Silikon her, den sie mit einem Gitter nur wenige Mikrometer großer Kanäle überzogen. Darauf dampften sie eine dünne Goldschicht als Leiter auf und füllten die Kanäle mit Elektroden in wässriger Suspension. Kapillarkräfte sorgen dafür, dass sich die Flüssigkeit von allein auf die hauchdünnen Kanäle verteilt. Das überschüssige Gold außerhalb der Kanäle entfernten Cui und Kollegen anschließend wieder. Jeweils eine solche Anordnung bildete Anode und Kathode des Akkumulators  – die zwei Elemente wurden dazu wie ein Sandwich zusammengelegt, mit einem Elektrolytgel in der Mitte, einem Umschlag aus Schutzfolie und Anschlüssen am Rand.

Herstellung des Akkus | (1) Das Substrat aus Polydimethylsiloxan (PDMS) wird mitsamt der Kanälchen von einer Matrix abgeformt. (2) Das PDMS erhält eine aufgedampfte Goldschicht. (3) Die Suspension mit dem lithiumhaltigen Elektrodenmaterial wird aufgetragen und verteilt sich gleichmäßig in den Kanälen. (4) Der Goldfilm wird entfernt.
Von diesen Zu- und Ableitungen abgesehen wies das Endresultat eine Lichtdurchlässigkeit von 60 Prozent auf. Die Energiedichte war bei ihrem Protoypen mit nur 10 Wattstunden pro Liter (Wh/l) allerdings eher gering. Handelsübliche Lithiumionen-Akkus bringen es auf mehrere hundert Wh/l.

Den Wissenschaftlern zufolge könne man jedoch mehrere solcher Akkus in Serie schalten, was die Speicherkapazität erhöhe, ohne sich nennenswert auf die Durchsichtigkeit niederzuschlagen. Der Produktionsaufwand für ihre Batterie sei vergleichbar mit dem herkömmlicher Lithiumionenakkus. (jd)

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Quellen
Proc. Natl. Acad. Sci. 10.1073/pnas.1102873108, 2011

Partnerinhalte