Yolları ve evleri dev bataryalara dönüştürebilecek beton geliştirildi

Elektrikli araçların seyir halindeyken temassız şarj edilmesini sağlayacak düşük maliyetli çimento karayollarında kullanılabilir

MIT mühendisleri ezelden beri var olan ve bol bulunan malzemelerden oluşan, ayrıca büyük miktarlarda enerji depolayabilen bir süper kapasitör icat etti (MIT)
MIT mühendisleri ezelden beri var olan ve bol bulunan malzemelerden oluşan, ayrıca büyük miktarlarda enerji depolayabilen bir süper kapasitör icat etti (MIT)
TT

Yolları ve evleri dev bataryalara dönüştürebilecek beton geliştirildi

MIT mühendisleri ezelden beri var olan ve bol bulunan malzemelerden oluşan, ayrıca büyük miktarlarda enerji depolayabilen bir süper kapasitör icat etti (MIT)
MIT mühendisleri ezelden beri var olan ve bol bulunan malzemelerden oluşan, ayrıca büyük miktarlarda enerji depolayabilen bir süper kapasitör icat etti (MIT)

İcadın arkasındaki bilim insanlarına göre, çimento ve eski bir mürekkepten yapılan yeni nesil enerji depolama sistemi, evleri ve yolları dev bataryalara dönüştürerek yenilenebilir enerji operasyonlarını büyük oranda ölçeklendirme potansiyeline sahip.

Tasarımı pazartesi günü açıklayan ABD'deki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) ve Wyss Enstitüsü mensuplarından kurulu ekip, bu malzemeden yapılan süperkapasitörlerin dünyanın temiz enerjiye geçişini sağlamada "büyük potansiyele" sahip olduğunu iddia etti.

Araştırma ekibinden MIT profesörü Admir Masic, "Bu malzeme büyüleyici çünkü dünyada en çok kullanılan insan yapımı malzeme olan çimentoyu iyi bilinen tarihi bir malzeme olan karbon siyahıyla birleştiriyor. Ölü Deniz Parşömenleri bununla yazıldı" dedi.

En az iki bin yıllık bu malzemelere sahipsiniz. Bunları belirli bir şekilde birleştirdiğinizde iletken bir nanokompozit elde ediyorsunuz ve işte o zaman işler gerçekten ilginçleşiyor.

Çimento ve karbon siyahından oluşan beton karışımı sadece su gerektirdiğinden, enerji ağlarının güneş, rüzgar ve gelgit enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarındaki dalgalanmalar esnasında sabit kalmasını sağlamak için geliştirilen diğer enerji depolama sistemlerine düşük maliyetli bir alternatif oluşturuyor.

Araştırmacılar, süperkapasitörlerinin evlerin beton temellerinde kullanılabileceğini ve herhangi bir ek inşaat maliyeti doğurmadan tüm gün yetecek kadar enerji sağlayabileceğini söylüyor. Hatta nihai aşamada elektrikli araçların seyir halindeyken temassız şarj edilmesini sağlamak üzere beton karayollarında da kullanılabilir.

MIT profesörü Franz-Josef Ulm, "Yüksek düzeylerde enerji depolamaya büyük bir ihtiyaç var" dedi.

İşte bu noktada teknolojimiz son derece umut verici, çünkü çimento her yerde bulunabiliyor... Enerji geçişinin bir parçası olarak betonun geleceğine bakmanın yeni bir yolunu sunuyor.

İlk uygulamalar muhtemelen şebeke gücüne erişimi olmayan izole edilmiş evlerde veya güneş panelleriyle donatılmış binalarda görülecek. Bilim insanları, beton karışımının ısıtma sistemleri gibi diğer kullanım alanlarında da hizmet verecek şekilde ayarlanabileceğini belirtti.

Araştırmayı detaylandıran "Ölçeklenebilir bir enerji depolama çözümü olarak çimento süperkapasitörleri" başlıklı makale pazartesi günü Proceedings of the National Academy of Sciences adlı bilimsel dergide yayımlandı.

Independent Türkçe



İkiye bölünse bile çalışmaya devam eden batarya üretildi

Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
TT

İkiye bölünse bile çalışmaya devam eden batarya üretildi

Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)

İkiye katlansa veya bölünse bile çalışmaya devam eden batarya geliştirildi. 

Lityum iyon bataryalar, akıllı telefonlardan elektrikli araçlara kadar pek çok alanda kullanılıyor. Ancak alev almaya yatkın olmaları nedeniyle bilim insanları farklı seçenekleri araştırıyor. 

Bu çalışmalarda öne çıkan seçeneklerden biri de lityum sülfür bataryalar. Daha güvenli olması beklenen bu cihazlar ayrıca yüksek enerji yoğunluğu sunma ve ucuza mal edilme potansiyeliyle de öne çıkıyor.

Ancak lityum sülfür bataryalar, bütün bu artılarına rağmen uzun ömürlü değil. Bu bataryaları yüksek sıcaklıkta kararlı halde tutmak için karbonat bazlı elektrolit kullanılması öneriliyor.

Fakat katottaki sülfür, elektrolit içinde çözünmeye devam ederek katı bir çökelti oluşturuyor ve bataryanın kapasitesini düşürüyor. 

Çin Elektronik Bilimi ve Teknolojisi Üniversitesi'nden araştırmacılar, katot ve elektrolit arasına bir katman daha koymanın bu sorunu çözeceğinden yola çıkarak farklı maddelerle deneyler yürüttü. 

Bulgularını hakemli dergi ACS Energy Letters'ta 13 Eylül'de yayımlayan ekip, poliakrilik asidin sülfür-demir batarya katotlarında en iyi sonucu veren kaplama olduğunu saptadı.

Araştırmacılar bu kaplamayla hem esnek ve düz bir batarya olan kese pil hem de düğme pil prototipi üretti. 

Kese pil, 100 şarj-deşarj döngüsü boyunca herhangi bir bozulma belirtisi olmadan çalıştı. Ayrıca batarya ikiye katlandığında veya kesildiğinde de güç sağlamaya devam etti.

Çalışmaya liderlik eden Liping Wang, Interesting Engineering'e yaptığı açıklamada "Batarya, benzersiz tasarımı sayesinde kesildikten sonra da çalışmaya devam ediyor; iletken ağ fiziksel hasardan sonra bile sağlam kalıyor" diyerek ekliyor:

Bu muhtemelen mekanik kopmaya rağmen iyon ve elektron akışına izin veren sağlam ve esnek bir bağlayıcı sistem ya da yapısal tasarımdan kaynaklanıyor. İletken yollar, kesilme sırasında tamamen koparılmadığı için devre işlemeye devam ediyor.

Düğme pil ise 300 şarj-deşarj döngüsünün ardından kapasitesinin yüzde 72'sini korumayı başardı. 

Daha sonra kaplamayı diğer metallerden yapılmış katotlarda test eden ekip, lityum molibden ve lityum vanadyum batarya üretti. Bu piller de 300 şarj-deşarj döngüsü boyunca kapasitesini korudu.

Bulgular, sadece lityum sülfür bataryaların değil başka türden metallerle yapılanların da kaplamayla uzun ömürlü ve güvenli hale getirilebileceğine işaret ediyor.

Independent Türkçe, Interesting Engineering, Cosmos Magazine, EurekAlert, ACS Energy Letters