Düşük maliyetle enerji depolayan piller geliyor

Bilim dünyası uzun yıllardır pillerin ağırlığını veya hacmini artırmadan daha fazla enerji depolamaya yönelik sonsuz bir arayış içinde. Yakın gelecekte geliştirilmiş olan katı hal pilleri, bu arayışın bir sonucu. Katı hal pili denilen pillerde elektrotlar arasında yükleri ileri geri taşıyan olağan sıvı elektrolit, katı bir elektrolit tabakası ile değiştiriliyor. Katı hal pilleri boyutlarına göre yalnızca iki kat daha fazla enerji sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda günümüzün lityum iyon pilleriyle ilişkili yangın tehlikesini de neredeyse ortadan kaldırıyor.

Katı hal pillerinin avantajlarının yanında büyük dezavantajları da mevcut. Pilin içeriğinin pil ömrünü hızla azaltabilecek şekilde kararsız olmasından dolayı özel kaplamalara ihtiyaç duyuluyor. Bu ise pil üretiminde ekstra maliyetlere yol açıyor.

KRİTİK ÜRETİM ADIMI

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde (MIT) yürütülen araştırmanın başındaki isimlerden biri olan Prof. Bilge Yıldız, “Katı hal pilleri uzun zamandır farklı nedenlerle arzu ediliyordu. Katı piller için temel motive edici noktalar, daha güvenli olmaları ve daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip olmaları. Ancak katı elektrolitin düşük iletkenliği ve arayüz kararsızlığı sorunları sebebiyle piller ticarileştirilemedi” diyor.

MIT mühendisleri, bu alanda umut vadeden bir teknoloji geliştirdi. Kaplanmış yüzeylerin dayanıklılığında, ancak herhangi bir kaplamaya ihtiyaç duymadan depolamayı mümkün kılan bir yöntem buldular.

Yeni yöntem, pil malzemelerinin seramik bileşiklerden yapılmış katot ve elektrolit katmanları arasında bağ oluşturmak için ısıtıldığı sinterleme adı verilen kritik bir üretim adımı sırasında mevcut olan karbondioksitin ortadan kaldırılmasını gerektiriyor. Havada bulunan karbondioksit, milyonda bir olarak ölçüldüğünde bile etkilerinin dramatik bir şekilde zararlı olduğu tespit edildi.

Araştırmacılar, saf oksijende sinterleme adımını gerçekleştirmenin kaplamanın ekstra maliyeti olmadan en iyi kaplanmış yüzeylerin performansına denk bağlar oluşturduğunu tespit etti.

ŞİRKETLER HAZIRLANIYOR

Araştırmacılar, yeni yöntemlerin potansiyel olarak pil üretimine hızla uygulanabileceğini söylüyor. Prof. Yıldız, “Önerdiğimiz şey, hücrelerin imalatında nispeten basit bir süreç. Üretimi fazla enerji gerektirmez. Bu nedenle, en az maliyetle fabrikasyon sürecine kolayca adapte edilebileceğine inanıyoruz” diyor.

Toyota gibi büyük şirketler, katı hal pillerin ilk sürümlerini ticarileştirmek için hali hazırda çalışıyorlar. Bu yeni araştırma sayesinde pillerle ilgilenen bu tür şirketler katı pilleri daha az maliyetle üretebilir.

14 Mart 2022 Pazartesi

Etiketler : Teknoloji