Çinko-Hava Pillerinin Tek Kullanımlık Olmasını Yeni Bir Tasarım Değiştirebilir
Fotoğraf: Çinko-hava pilleri tipik olarak şarj edilemez. Ancak araştırmacılar, yeni malzemeler kullanarak yüzlerce kez şarj edilebilen bu cihazlardan birini geliştirdiler.
Elektrolitin değiştirilmesi yoğun enerji gücü kaynaklarının daha uzun süre dayanmasına yardımcı olabilir.
Çinko-hava pillerin kendilerine çok faydası vardır. Hafiftirler, kompakttırlar ve diğer pillere göre daha sürdürülebilir, daha az yanıcı malzemelerden yapılmıştır. Ancak genellikle şarj edilemezler.
Yeni bir pil tasarımı bunu değiştirebilir. Araştırmacılar, yapı malzemelerini değiştirerek yüzlerce kez şarj edilebilen bir çinko-hava pil prototipi geliştirdiler. 1 Ocak Science dergisinde açıklanan bu kadar uzun ömürlü cihazlar, bir gün elektrikli arabalara veya diğer elektronik cihazlara güç sağlayabilir.
Çinko-hava pilleri, mevcut cihazlardan daha ucuz ve daha güvenliyken daha fazla enerji tutabilen birçok potansiyel yeni nesil pilden biridir ( SN: 1/9/17 ). Her çinko-hava pil hücresi, elektrolit adı verilen bir sıvı ile ayrılmış iki elektrot (bir çinko anot ve bir gözenekli katot) içerir. Standart çinko hava hücrelerinde elektrolit, potasyum hidroksit gibi bileşenler içeren yüksek pH’lı bir maddedir. Havadaki oksijen, hidroksit oluşturmak için gazın elektrolitten su ile reaksiyona girdiği katoda girer. Katot yüzeyinde oluşan hidroksit, anoda gider ve diğer cihazlara güç veren enerjiyi serbest bırakmak için çinko ile reaksiyona girer.
Almanya’daki Münster Üniversitesi’nden malzeme bilimcisi Wei Sun, “Sorun şu ki, bu reaksiyon çok geri döndürülemez” diyor. Bu durum pilin yeniden şarj edilmesini zorlaştırır. Geleneksel çinko-hava pillerindeki kostik elektrolit ayrıca katot ve anodu bozabilir.
Bu sorunları çözmek için Sun ve meslektaşları, su itici iyonlar içeren yeni bir elektrolit kullanarak çinko-hava pilini geliştirdiler. Bu iyonlar katoda yapışarak elektrolitten gelen H2O’nun katot yüzeyinde gelen oksijenle reaksiyona girmesini engeller. Sonuç olarak, anottan gelen çinko iyonları katoda gidebilir ve doğrudan havadan oksijenle reaksiyona girebilir. Bu nispeten basit bir reaksiyon, pili yeniden şarj etmek için geriye doğru kolayca çalıştırılabilir.
Dahası, yeni elektrolit pilin elektrotlarını bozmaz, bu da pilin daha uzun süre dayanmasına yardımcı olur. Sun ve meslektaşları, laboratuar deneylerinde yeni bir çinko-hava pil hücresini 160 saatte 320 kez boşaltmayı ve yeniden şarj etmeyi başardılar.
Kaynak: sciencenews.org
