Pssst. Og så var der lys i lampen.

Så enkelt bliver det muligvis ikke, men det nærmer sig, hvis Neelam Singh og hendes forskergruppe fra det amerikanske Rice University får løst de sidste udfordringer med at udvikle batterier på spray.

Solceller og andre energihøsteres udfordring er nemlig - foruden de store tab - at få lagret strømmen. Men kan forskerne udvikle et fleksibelt lithium-ion-batteri, som man kan spraye på en hvilken som helst overflade, kan det blive en af løsningerne, skriver Scientific American. Og det ser ud til, at Neelam Singh og holdet er godt på vej.

Batteriet vil bestå af de samme fem lag som almindelige lithium-ion-batterier: en positiv strømsamler, en katode, der tiltrækker postitivt ladede ioner, en ion-ledende separator, en anode til at tiltrække negativt ladede ioner og en negativ strømsamler.

Disse fem lag skal på skift sprayes på en overflade for til sidst at skabe et samlet batteri - f.eks. til at ligge under en påmalet solcelle.

Helt enkelt er det dog ikke, og sprayen er på ingen måde hyldeklar, for der er en række udfordringer, der skal løses først.

For det første skal forskerne have de tre påsprayede lag til at spille rigtigt, selv om de ledende materialer er nødt til at blive tilsat en polymer, der kan gøre massen sprøjteegnet.

Forskerne, med Neelam Singh som hovedforfatter på rapporten om arbejdet, har således blandet maling til den store guldmedalje og testet det på f.eks. badeværelsesfliser, rustfrit stål og på siden af et ølkrus.

I alle tilfælde fik de batteriet til at virke. I første forsøg forbandt de hele ni fliser, hvor de på en af dem havde monteret en solcelle. Efter at have ladet batteriet op, bl.a. ved hjælp af det hvide laboratorielys, kunne de holde en række LED-lamper kørende i seks timer.

Neelam Singh siger til Scientific American, at den største udfordring var at beholde batteriets stabilitet, når lagene skulle lægges.

Og så var der sikkerhedsspørgsmålet. For som med andre li-ion-batterier kunne forskerne ikke bare bruge aluminium som strømsamler, eftersom partiklerne i sprayen skulle være så små, at de kunne blive farlige for helbredet at indånde ved påføring af batteriet. Derfor benyttede forskerne sig af kulstofrør i nanostørrelse.

Som katode brugte de lithium-koboltoxid, kul og ultrafint grafitpulver, til separatoren brugte de Kynar Flex-harpiks, PMMA og silicium-dioxid, og anoden blev til med lithium-titaniumoxid og ultrafint graft. Til den negative strømsamler blev der brugt ledende kobbermaling fortyndet med ethanol.

Desuden er der udfordringen med at gøre batteriet stabilt. I en meddelelse fra Rice University siger Neelam Singh, at det var den mekaniske stabilitet, der var den største udfordring.

»Her spillede separatoren en kritisk rolle. Vi fandt ud af, at nanorøs- og katodelagene hang godt fast, men hvis separatoren ikke var mekanisk stabil, ville lagene skalle af substratet. Her hjalp det at tilsætte PMMA,« siger Neelam Singh.

Og så er elektrolyt-separatoren ikke klar. Faktisk ville den lige nu eksplodere, hvis den kom i kontakt med ilt, og derfor ser forskerholdet sig p.t. om efter nye elektrolytter, der er mindre sarte.

Men Neelam Singh er fortrøstningsfuld og mener, at det nok skal lykkes at få alle parametrene på plads, og så er det store sager for solcellebranchen. Måske især den del af branchen, der arbejder med solceller, der kan sprøjtes på overflader. Så kan man lige starte med at sprøjte batteriet på, inden dåsen med solceller bliver fundet frem.

Se forskernes forklaring i videoen nedenfor

Dokumentation

Artikel i Nature
Artikel i Scientific American
Pressemeddelelse fra Rice University