Geleceğin Bataryası için Yeni Bir Materyal
Fotoğraf: UCLouvain’deki araştırmacılar, güvenli ve yüksek performanslı yeni bir batarya materyali keşfetmişlerdir (LTPS). Batarya, yüksek hızda şarj edebilme ve şimdiye kadar hiç görülmemiş bir seviyede akım boşaltma özelliklerine sahiptir. Kaynak: Louvain Üniversitesi (UCLouvain)
Rüzgâr ya da fotovoltaik piller gibi yenilenebilir enerji kaynakları süreklilik gösterememektedirler. Bu yollar ile üretilen elektrik hiçbir zaman talebi karşılayamamaktadır. Doğal enerjiyi depolamak elbette fosil yakıttan uzaklaşmak için en gerekli olandır. Fotovoltaik pillerden ve rüzgârdan elde edilen enerji, ihtiyaç anında kullanmak için depolanmaktadır.
Batarya türleri dikkate alındığında, Li-ion teknolojisi, enerji depolamak için var olan en iyi teknolojidir. Li-ion bataryalar küçük elektronik eşyalarda (akıllı telefon, dizüstü bilgisayar) ve elektrikli arabalarda kullanılmaktadır. Dezavantajları nedir? Örnek olarak, Li-ion bataryalar imalat hataları yüzünden kolay alev alabilmektedir. Bu durum bir açıdan pillerde sıvı organik elektrolitlerin kullanımından kaynaklanmaktadır. Organik elektrolitler bataryalar için gereklidir lâkin yüksek derecede yanıcıdırlar.
Çözüm nedir? Sıvı ve yanıcı elektrolitler yerine katı olanları kullanmak. Lityum iyonlarının katı içerisinde ki hareketleri sıvıdakinden daha az olduğu için çok zorlu bir adımdır. Kısıtlayıcı olan bu durum, bataryanın performansını, yani şarj etme ve akım boşaltma hızını düşürmektedir.
Araştırmacılar tüm katı hâldeki bataryalar için uygun bir materyal arayışında idiler. UCLouvain’deki araştırmacılar bu tür bir materyali keşfetmiş bulunmaktadır; LiTi2(PS4)3 ya da LTPS. LTPS, bugüne dek ölçülmüş en yüksek lityum difüzyonu katsayısına (bir lityum hareketinin direkt ölçümü) sahiptir. LTPS, bilinen herhangi bir materyalden çok daha yüksek bir difüzyon yeteneği göstermektedir. Sonuçlar Chem’de yayımlanmıştır.
Bu lityum hareketliliği, direkt olarak LTPS’nin eşsiz kristal yapısından (atomların dizilişinden) kaynaklanmaktadır. LTPS mekanizması, Li-ion iletkenliği alanında yeni bir pencere açmaktadır. Ayrıca, benzer difüzyon teknolojisine sahip yeni bir materyal arayışına da olanak vermektedir. LTPS’nin ticarileştirilmesi adına daha fazla çalışma ve geliştirme gereklidir. Bununla birlikte, yapılan keşif, geleceğin tüm katı hâl bataryaları için gerekli olan oldukça yüksek Li-ion hareketliliğine sahip malzemelerin anlaşılmasında önemli bir adımdır. LTPS de dahil bu tür materyaller, arabalardan akıllı telefonlara kadar birçok teknoloji içerisinde kullanılabilir.
Makaleyi görüntülemek için “Uyarılmış Enerji Merceğinde Süper İyonik Difüzyon” buraya tıklayın.
Kaynak: phys.org
