Organik Ucuz Malzeme, Güvenli Pillere Daha Uzun Ömür Sağlar
Modern piller arabadan cep telefonuna her şeyi çalıştırıyor fakat her zaman mükemmel sonuçlar elde edilmiyor .Örneğin ; alev alırlar , soğuk havalarda kötü bir şekilde çalışırlar ve diğer sorunların arasında nispeten daha kısa ömürleri vardır . Houston Üniversitesinden araştırmacılar Nature Metarials ‘ daki bu kaygıların çoğunu ele alan yeni bir malzeme sınıfını tanımladılar .
Elektrik ve bilgisayar mühendisi doçent doktor Yan Yao öncülüğündeki araştırmacılar tekrar şarj edilebilir sulu piller için kararlı anot kompozitleri oluşturmak amacıyla , ucuz , yeryüzünde çokça bulunan ve kolaylıkla geri dönüştürülen bir malzeme olan kinonların kullanımını bildirdiler.
Houston Üniversitesi Texas Süper iletkenlik Merkezininde baş araştırmacısı olan Yao kimyasal ve biyomoleküler mühendislik fakültesine randevu alarak ‘’Bu yeni malzeme bu denli aşındırıcı bir çevrede ucuz ve kimyasal olarak daha kararlı’’ dedi . Söz konusu olan bu malzemenin mevcut pil anotları için olumsuz bir etki yaratmadan değiştirilmek için kullanılacağını ve mevcut pil üretim hatlarını değiştirmeden bu malzemenin kullanılmasına izin verilebileceğini söyledi.
Enerji Bakanlığı’nın Advanced Research Project Agency – Energy (ARPA-E) RANGE programından 1 milyon ödül alan aynı zamanda gazetenin ilk yazarı olan Yanliang Liang , 2013 yılında Yao ve araştırma ortaklarıyla laboratuvarda çalışmalara başladı. Yan Jing, Saman Gheytani ve Kuan-Yi Lee, Houston Üniversitesi’nin tamamı, California-San Diego Üniversitesi’nden Ping Liu ve Northwestern Üniversitesi’nden Antonio Faccheti de araştırmaya katılan araştırmacılardır .
Elektrikli otomobillerin , rüzgar ve güneş enerjisinin , diğer temiz enerji teknolojileri ile birlikte yaygınlaşmanın anahtarı enerji depolamadır . Ancak ; ihtiyaç duyulana kadar ve daha sonra ek jenerasyon ile şarj edilebilme olanağı sağlayacak olan bu pil depolama sistemlerinin geliştirilmesi çevre dostu , güvenli ,ucuz ve uzun ömürlü gibi çeşitli koşulları sağlayan pil eksikliğinden dolayı engellenmiştir.
Araştırmacılar ‘’Düşük maliyetli ve yanıcı olmayan su bazlı elektrolitler içeren şarj edilebilir sulu piller kendiliğinden emniyetlidir. Uçucu organik elektrolitlerin kullanıldığı ve son zamanlarda gerçekleşen yıkıcı patlamaların sebebi olan rakip lityum iyon pillere karşı sağlamlık ve maliyet avantajları sağlıyor .’’ yazdı . Ancak , son teknoloji şarj edilebilir sulu piller kısa bir ömre sahip olduğundan dolayı , bunları sıkça değiştirmenin pratik olmadığı uygulamalar için uygun değiller .
Yao’ ya göre anot olan engeller enerji akışı yoluyla pilin bir parçası olurlar. Mevcut anot materyalleri yapısal ve kimyasal olarak kararsızdır yani pil sadece kısa bir süre için etkilidir .
Yan ‘ın söylediği , kilogram başına 2 $ maliyeti olup yeryüzünde de bol miktarda bulunan organik malzeme olan kinonlar ile çalışıldı ve üç formülasyonda malzemenin sağladığı fayda gösterildi.
Farklı formülasyonlar hem asit pilleri hemde alkali piller için etkili bir anot olduğunu gösteriyor. Örneğin , bu pillerin arabalarda kullanılması Liang’ın söylediğine göre sulu metal iyon pilleri kadar iyi performans göstermesinden dolayıdır. Bunun , gelecekte hangi teknolojinin hakim olmasına bakılmaksızın kinon esaslı anotun çalışacağı anlamına geldiğini belirtti.
Liang’ ın dediğine göre soğuk havada inatçı olan normal pillerin aksine bu yeni malzeme pillerin geniş sıcaklık aralığında çalışmasınıda sağlıyor.
Yao , tüketicilerin mevcut pil teknolojisindeki bu önemli değişimi hızla fark edebileceklerini söyledi . ‘’Bu pillerinden biri araba aküsü olarak kullanıldığında 10 yıl idare edebilir .’’dedi. Araçların ve sabit elektrikli akümülatör pillerin bozulmasının yanı sıra , malzeme ağır metal içermediğinden dolayı pillerin atılmasınıda kolaylaşacaktır .
Araştırmacılar bu teknoloji için üç patent başvurusunda bulundular ve pazara açılabilmek için ortak bulmayı bekliyorlar.
Kaynak : phys.org
