Geleceğin Süper Bataryaları Deniz Suyundan Yapılabilir mi?
Gelecek için daha verimli ve şarj edilebilir pillerin üretimi konusundaki yarış devam ediyor. Deniz suyunda bolca bulunan sodyumdan yararlanarak sodyum bazlı piller tasarlamak bu konuda umut verici bir seçenektir.
Hepimiz akıllı telefonlarımızda, dizüstü bilgisayarlarımızda ve elektrikli otomobillerde kullanılan şarj edilebilir ve verimli lityum – iyon pillerini biliyoruz.
Ne yazık ki lityum limiti olan bir kaynaktır ve dünyanın daha uygun fiyatlı pillere olan ihtiyacını karşılamak gittikçe zorlaşacaktır. Bu nedenle de araştırmacılar Li – iyon bataryalarına alternatifler aramaktadır.
Umut verici alternatiflerden biri Na – iyon pilleri yapmaktır. Sodyum deniz suyunda bol miktarda bulunur ve çıkarılması oldukça kolaydır.
Güney Danimarka Üniversitesi Fizik, Kimya ve Eczacılık bölümlerinden araştırmanın lideri Dorthe Bomholdt Ravnsbaek “Na – iyon pilleri hala gelişim aşamasındadır ve araştırmacılar ömürlerini uzatmak, şarj süresini azaltmak ve daha fazla güç sağlayacak piller yapmak için çalışmaktadır” dedi.
Na – iyon pillerinin daha iyi bir alternatif olabilmesi için daha iyi elektrotlar geliştirilmelidir. Ravnsbaek ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden meslektaşları ACS Applied Energy Materials’ta yayımlanan bir araştırma üzerinde duruyor.
Ancak, bu çalışmanın ayrıntılarını incelemeden önce Na – iyon pillerinin neden sıradaki daha iyi pil olma potansiyeline sahip olduğuna bir göz atalım.
Dorthe, “Sodyum deniz suyunda çok yüksek miktarlarda bulunan bir kaynakken lityum sadece dünyanın belirli yerlerinde çıkarılan bir metaldir” dedi.
Diğer bir avantajı ise Na – iyon pillerinin Li – iyon pilleri gibi günümüzde Demokratik Kongo Cumhuriyeti’nde çıkarılan kobalta ihtiyaç duymamasıdır. Ayrıca Na – iyon pilleri bugün Li – iyon pillerinin üretildiği fabrikalarda üretilebilir.
Ravnsbaek ve meslektaşları yeni çalışmalarında demir, mangan ve fosfor bazlı yeni elektrotları araştırdılar.
Malzeme ile ilgili yeni olan şey bataryaya sadece daha yüksek voltaj sağlaması değildir. Aynı zamanda bataryanın kapasitesini artıran ve daha fazla güç sağlayan manganla birlikte kullanılabiliyor olmasıdır. Bunun sebebi, deşarj ve yüklenme sırasında atomik seviyede meydana gelebilecek dönüşümlerin mangan sayesinde önemli ölçüde değişmesidir.
Ravnsbaek, “Aynı etki Li – iyon pillerinde de görülmüştür ancak bu durum Na – iyon pilleri için daha da şaşırtıcı bir durumdur çünkü elektrotlar ve Na – iyon pilleri arasındaki ilişki Li – iyon pillerinin elektrotlar ile olan ilişkisinden çok daha farklıdır” diyor.
Na – iyon pillerinin telefonlarımızda ve elektrikli otomobillerimizde ne zaman kullanılacağına dair kesin bir şey söylenemiyor çünkü çözülmesi gereken zorluklar var.
Bu konudaki zorluklardan biri küçük boyutlarda Na – iyon pillerinin yapılıp yapılamayacağı konusudur. Ancak büyük boyutlardaki piller de rüzgar veya güneş enerjisinin depolanması konusunda oldukça önemlidir.
Böylece 2019 yılında 100 kWh Na – iyon pilinin test edilebilmesi için Çin’de Yangtze River Delta Physics Research Center açıldı. Devasa büyüklüğe sahip bu akü birbirine bağlı 600’den fazla Na – iyon pilleri hücrelerinden oluşur. Aküde depolanan akım ana şebekeden aktarılan akımdır.
Kaynak: sciencedaily.com
