Araştırmacılar, Yüksek Performanslı Lityum Piller için Yeni Organik Katot Malzemesi Tasarladı
Fotoğraf: Lider yazar Zulipiya Shadike (sağda), NSLS-II’nin XPD ışını çizgisinde, kurşun ışını hattı bilimcisi ve yardımcı yazar Sanjit Ghose (solda) ile gösterilmiştir. (Fotoğraf: Brookhaven Ulusal Laboratuvarı)
ABD Enerji Dairesi (DOE) Brookhaven Ulusal Laboratuvarı araştırmacıları tarafından lityum piller için yenilikçi bir organik katod materyali geliştirilmiştir.
Lityum pillerde kullanılan geleneksel katod malzemeleriyle karşılaştırıldığında, özünde kükürt bulunan yeni malzeme daha uygun maliyetli, enerji yoğun ve çevre dostudur. Çalışmanın sonuçları, 10 Nisan 2019 tarihinde, İleri Enerji Malzemelerinde rapor edilmiştir.
Katot Malzemelerini Optimize Etmek
Elektrikli araçlardan akıllı telefonlara kadar uzanan teknolojiler, lityum pillerle çalışan günlük yaşam için temel hale geldi. Bu tür ürünlere olan talebin artmasıyla birlikte araştırmacılar, lityum pil sistemlerinin genel performansını artırmak için katot malzemelerini iyileştirmenin yollarını araştırıyorlar.
Pil sistemlerinin enerji sorunlarını çözmenin yanı sıra, Brookhaven araştırmacıları daha sürdürülebilir olan pil malzemesi tasarımlarını araştırıyorlar. Sürdürülebilir ve aynı zamanda yüksek enerji yoğunluğu sunan bir katot materyali arayışı içinde, bilim adamları nihayetinde güvenli ve bol miktarda bulunan bir element olan sülfürü seçtiler.
Yeni katod materyalini geliştirirken, bilim insanları, daha az çevre dostu oldukları bilinen standart lityum pillerde bulunan ağır metalleri değil sadece oksijen, kükürt, hidrojen ve karbon gibi elementleri içeren bir organodisülfit bileşiği seçtiler. Ancak, daha fazla enerji yoğun ve daha güvenli olmasına rağmen, kükürt bataryaları başka zorluklar ortaya çıkarabilir.
X-Işınları Detayları Ortaya Koyuyor
Yeni malzeme Brookhaven’in Kimya Bölümü’ndeki araştırma ekibi tarafından tasarlanıp geliştirildikten sonra, şarj ve boşalma döngüsünü daha iyi anlamak için NSLS-II’ye getirildi. NSLS-II’nin ultrabright X ışınlarını iki farklı deney istasyonunda – In situ ve Operando Soft X-ışını Spektroskopisi (IOS) ışın hattını ve X-ışını Toz Kırınımı (XPD) ışın hattını kullanarak araştırmacılar belirli elemanların ne kadar olduğunu bulabildiler. Organik katod malzemesinde performansını destekledi.
Ghose, “Kimya bölümündeki meslektaşlarımız, katot materyalini teorik olarak öngörülen yapıya göre tasarladı ve sentezledi. Deneysel gözlemlerimiz teorik olarak yönlendirilen yapıyı tam olarak eşleştirdi. ”
Kaynak: azom.com
