Lityum İyon Piller Yeniden Şarj için Güneş Işığı Soğuruyor
Fotoğraf : Güneşte kendisini şarj edebilen yeni lityum iyon bataryasında hem ışığı toplayan hem de lityum iyonu depolayan vanadyum pentaoksit nanofiberinden -şekildeki- yapılan katot.
Güneş panellerini batarya ile birleştirme, güneş parladığı zamanda üretilen ekstra enerjiyi depolamak için bir modeldir. Birleştirme prosesini kolaylaştırmak için araştırmacılar, güneş piline ihtiyaç olmadan güneş ışığı ile doğrudan şarj olabilen lityum iyon pil geliştirdiler. (Nano Lett. 2021, DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00298).
Çalışmanın lideri Cambridge Üniversitesi’nde makine mühendisi olan Michael De Volder; “Düşüncemiz; güneş enerjisinin üretilmesinin ve depolanmasının nasıl kolaylaştırılacağıdır.” diyor. Ekip hibrit cihazın yaşam süresini ve verimliliğini geliştirebilirse, cihazın maliyeti; güneş pilleri ve bataryaların kombinasyonundan daha düşük olacak. Volder bu konu hakkında ise; bir pil fiyatına iki işlevi de elde edebileceğini söylüyor.
Düşük maliyet, dünyada uygun fiyatlı enerji kullanamayan bölgelerde enerji tüketimi için uygun hale gelebilir.
Yeni şarj edilebilir bataryanın gücü, vanadyum pentaoksit nanofiberlerinden yapılan bir katottur. Malzeme lityum iyonlarını depolar ve eş elektronlar ve pozitif yükler oluşturmak için ışığı toplar. Araştırmacılar elektron transferine yardım eden grafen oksit ve boşlukların hareketini engelleyen P3HT içeren nanofiberleri karıştırdılar.
Batarya üretmek için hücrenin katot tarafına bir delik açtılar ve ışığın geçişine izin vermek için bir cam pencere yerleştirdiler. Cihaz ışıklandırıldığında katotta oluşturulan elektronlar, lityum anotun dış yüzeyin üzerine hareket eder. Aynı zamanda delikler, elektrolitten geçen ve anottaki elektronlarla birleşerek lityum iyonu elde etmek için pili şarj eden lityum iyonlarını salmak için vanadyum katodunu tetikler.
Başka araştırmacılar yakın zaman içerisinde hafif şarj edilebilir bataryalar yapmaya kalkıştılar fakat sadece 10 kez şarj edebildiler. Yeni cihaz, 200 kezin üzerinde tekrar şarj edilebilir. Ayrıca 3 kat daha verimli. Verimlilik, absorbe edilen solar enerjiye kıyasla enerji miktarını ölçer.
Cihazın verimliliği %2.6 ile pratik kullanım için hala çok düşük. De Volder araştırma için hala erken olduğunu söylüyor. De Volder ve ekibi fotokatot için vanadyum pentaoksitten başka malzemeleri araştırmaya başlaycak ve verimliliği arttırmak için katot tasarımı hakkında dikkatlice düşünüyor.
McGill Ünivesitesi’nde malzeme mühendisi olan Karim Zaghib, elektrolitler ve elektrolitler ile elektrotlar arasında arayüz gibi bataryanın diğer parçaları için daha fazla araştırma yapılmasına yardımcı olacağını ifade ediyor. Zaghib verimlikte gelişim ile, tüketici elektronik cihazların ve küçük sensörler için sürdürülebilir güç kaynağı olan bu cihaz gibi bir cihaz görebileceğimizi söylüyor.
Kaynak : acs.org
