Lityum – İyon Pillerini Geliştiren Bilim İnsanlarına Nobel Kimya Ödülü Verildi

2019 yılında Nobel Kimya Ödülü yenilebilir bir dünyaya devrim niteliğindeki katkılarından dolayı alanları birbirinden farklı üç bilim insanına verildi. Austin’deki Texas Üniversitesi’ne bağlı John B. Goodenough, ABD’deki Binghampton Üniversitesi’nden Stanley Whittingham ve Japonya’daki Meijo Üniversitesi’ne bağlı olarak çalışan Akira Yoshino ödülü paylaştı.

Cep telefonları, kalp pilleri, uzun mesafeleri gidebilen elektrikli otomobiller ve diğer araçlar gibi portatif elektronik cihazlarımız yaptıkları araştırma sayesinde dünya genelinde daha yaygın bir hale geldi. Onlar bugün hemen her alanda kullanılan lityum – iyon pillerini geliştirdiler.

Lityum – İyon Pilleri Nasıl Çalışır?

Piller artık iki ton ağırlığında değil, yalnızca üç kilogram ağırlığındalar. Ayrıca, günümüzde daha sürdürülebilir bir enerji arayışımıza yardımcı olarak güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji depolayabiliyorlar.

Ödülün sahipleri pillerdeki reaktif elementi kontrol altına almayı başararak bugün kullandığımız cihazları yüzlerce kez şarj edebiliyoruz.

Lityum – iyon pilleri hayatımızda bir devrim yaratarak cep telefonlarından otomobillere kadar her yerde kullanılabiliyorlar. Çalışmaları fosil yakıtsız bir toplumun temellerini attı.

Bir pil geliştirmek veya yapmak kolay görünüyor olabilir ancak verimi yüksek bataryalar üretmek bilim dünyası için oldukça zor bir iştir.

Çift A pili elektrolitlerle dolu iki elektrot içerir. Bunlar oldukça reaktif elementler olduğundan bazen iki elektrot arasında bir engel vardır. Elektronlar devreden geçer ve daha sonra cihazınıza istediğiniz gücü sağlar.

En hafif metal elementimiz lityumdur. Ayrıca lityum elektronlarından birini vermeye yatkın olduğu için pozitif yüklü lityum iyonuna oldukça kolay bir şekilde dönüşebilir. Diğer yandan, oldukça reaktif bir elementtir. Lityum metalini kullanabilmek için reaktivitesini kontrol edebilmemiz gerekir.

Bunu Nasıl Başardılar?

1970’lerde Whittingham titanyum disülfür (katmanlı bir malzeme) adı verilen bir malzeme keşfetti. Bu bir pilin iki volta kadar ulaşmasını sağlar. Bununla birlikte lityum elementi bataryalarda kullanılabilecek en uygun element değildir.

Peki voltajı sabit tutarken veya artırırken onun yerine ne kullanabilir?

1980’li yılların başlarında Goodenough kobalt okside bağlı olarak oldukça fantastik bir materyal keşfetti. 4 volta kadar pil gücünü artırmayı başaran bu materyal batarya dünyasında oldukça büyük bir adımdı.

Ancak günümüzdeki bataryalar hala lityum elementine bağlı olarak üretilmektedir. Peki bataryaların gücü ileride nasıl geliştirilebilir?

Bu sorunun cevabını Yoshino yine 1980’li yılların başlarında verdi. Yoshino katmanlar içeren ve lityuma göre daha düşük potansiyele sahip petrol kokunu keşfetti. Bunu bataryaların diğer parçalarıyla birleştirdiğinde voltajı 4 voltta tutmayı başardı.

Çalışmalarının birleştirilmesi sayesinde bugün lityum – iyon pillerini kontrollü bir şekilde kullanabiliyoruz.

Kaynak: interestingengineering.com

Author

17 Aralık 1995'te Viyana'da doğdum. Eğitimime Türkiye'de başladım ve şu anda İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Kimya bölümü son sınıf öğrencisiyim. Kimya alanındaki gelişmeleri ve imkanları yakından takip ediyorum ve bu alanda çeşitli kongrelere, konferanslara ve seminerlere katılıyorum. Bir konuda her şeyi bilmek yerine her konudan bir şey bilmeyi ve öğrenirken öğretmeyi amaç edindim, bu amaç sayesinde de İnovatif Kimya Dergisi'nde çeviri yapmaya başladım.