Kore merkezli Pusan Ulusal Üniversitesi’nden bilim insanları, ABD’li meslektaşlarıyla birlikte, lityum iyon pillerin (LIB) performansını artırabilecek devrim niteliğinde bir üretim süreci geliştirdi. Otomatik bir reaktör sistemiyle birleştirilen matematiksel ‘x-çerçevesi’ yaklaşımı, tam konsantrasyon gradyanının (FCG) sınırsız özelleştirilmesine imkân tanıyor.
YENİ YAKLAŞIM, TAM KONTROL
Proje lideri Doç. Dr. Hyun Deog Yoo, “Geleneksel yöntemlerde bir parametrenin değişmesi diğerlerini etkiliyordu. Bizim yaklaşımımızda ise ortalama bileşim, eğim ve eğrilik gibi tanımlayıcılar bağımsız olarak ayarlanabiliyor” diyerek yöntemin temel farkını vurguladı.
Yeni sistem, iki tanklı eş çöktürme yönteminin sınırlamalarını matematiksel olarak aşıyor. İkinci tankın akış hızı zamana bağlı bir fonksiyon haline getirilerek, katot yapısında daha fazla özgürlük sağlanıyor.
GELİŞMİŞ MATERYAL TASARIMI
Katotlar, lityum iyon pillerin maliyetinin %40-45’ini oluştururken, performansın da belirleyici unsurlarından biri. Yüksek nikel içerikli katotlar enerji yoğunluğu açısından avantaj sunsa da, mekanik dayanıklılığı zayıflatıyor. Geliştirilen yeni FCG yaklaşımı, bu sorunu adreslemeyi amaçlıyor.
Araştırmacılar, iki ve üç boyutlu element haritalamasıyla doğrulanan, yüksek hassasiyete sahip beş farklı FCG Ni₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁(OH)₂ örneğini sentezlemeyi başardı.
Bu çığır açan çalışmada Kore’nin yanı sıra ABD’den Illinois Üniversitesi, Chicago Argonne Ulusal Laboratuvarı gibi önemli kuruluşlar da yer aldı. Görüntüleme analizleri ise Prof. Jordi Cabana ve Prof. Robert F. Klie öncülüğünde gerçekleştirildi.
Dr. Yoo, bu kapsamlı uluslararası ortaklıktan duydukları memnuniyeti dile getirerek, “FCG katotlarının tasarımı ve sentezine odaklandık. Böyle güçlü bir ekip çalışması sayesinde bu başarıya ulaştık” dedi.
YEŞİL TEKNOLOJİLERE KATKI
Yeni yaklaşımın, başta elektrikli araçlar olmak üzere birçok alanda daha güvenli ve uzun ömürlü enerji depolama sistemlerinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynayacağı öngörülüyor. Ayrıca pil üretiminde daha verimli ve esnek süreçlerin önünü açması bekleniyor.
