Çinli bilim insanları, Tesla'nın en gelişmiş elektrikli araç bataryasının iki katı enerji depolayabilen çığır açıcı bir lityum metal pil geliştirdi.
Tianjin Üniversitesi'nden araştırmacılar, kilogram başına 600 vat-saatin üzerinde enerji yoğunluğuna sahip bir batarya üretti.
Enerji yoğunluğu (birim kütle başına depolanan enerji miktarı), bir cihazda ne kadar enerji depolandığını belirliyor. Enerji yoğunluğu ne kadar yüksekse, pil o kadar küçük ve hafif olabiliyor.
Geleneksel lityum iyon pillere kıyasla daha yüksek teorik enerji yoğunluğuna sahip lityum metal bataryalar, gelecek vaat eden yeni nesil bir çözüm olarak görülüyor.
Yeni pillerin ulaştığı enerji yoğunluğu, Tesla hücresinin kilogram başına 300 vat-saatlik değerinin iki katı ve BYD Blade'in kilogram başına 150 vat-saatlik değerinden çok daha yüksek.
Nature adlı akademik dergide çarşamba günü yayımlanan bulgular, mevcut lityum metal pillerin enerji yoğunluğu ve dayanıklılığına göre yüzde 200-300 oranında iyileşmeyi temsil ediyor.
Lityum pil elektrolitleri genellikle, lityum iyonları etrafındaki çözücü moleküllerin düzenli bir şekilde dizildiği çözünme yapılarına dayanıyor ve bu da performansa engel oluşturabiliyor.
Bu düzenleme lityum iyonlarını stabilize ederken, şarj ve kullanım sırasında hızlı ve homojen lityum birikimini engelliyor.
Bu tür yapılar, pilin ömrünü, güvenliğini ve enerji yoğunluğunu sınırlayarak önemli bir zorluk oluşturabiliyor.
Araştırmacılar, çalışmada "Lityum metal bataryaların pratik uygulamaları, doğası gereği baskın çözünme yapılarına dayanan mevcut elektrolit tasarımlarıyla sınırlı" diye yazdı.
Yeni pil için araştırmacılar, mevcut elektrolit tasarımlarının sınırlamalarını aşarak lityum iyonlarının çözünme ortamını yeniden tasarladı.
Daha düzensiz, delokalize bir çözünme mikro ortamına sahip yeni bir "delokalize elektrolit" geliştirdiler. Bu, iyon taşınımındaki engelleri azaltıyor ve gelişmiş kararlılık sağlıyor. Bunlar, pil performansı ve çevrim ömrünün ardındaki iki kritik faktör.
Yeni elektrolit tasarımı, daha akışkan lityum iyon dinamiklerine olanak tanıyan daha heterojen bir ortama sahip.
Bilim insanları bu elektroliti yaygın kullanılan yüksek kapasiteli lityum metal kese hücrelerinde test ettiğinde, 100 çevrim boyunca istikrarını korurken, kg başına 604,2 vat-saat gibi eşsiz bir enerji yoğunluğu elde etti.
Bu enerji yoğunluğu, Pekin'in "Çin Malı 2025" planı kapsamındaki elektrikli araç bataryalarının kg başına 400 vat-saate ulaşma hedefini aşıyor.
Araştırmacılar, yeni teknolojiyi şimdiden drone'larda kullanılacak yüksek enerjili lityum metal pillerin üretiminde uygulamaya başladı.
Independent Türkçe
