Batarya teknolojisinde çığır açan buluş "benzersiz performans" sağlıyor

Sodyum-iyon piller yakında akıllı telefonlardan rüzgar santrallerine kadar her şeyde kullanılabilir

(Unsplash)
(Unsplash)
TT

Batarya teknolojisinde çığır açan buluş "benzersiz performans" sağlıyor

(Unsplash)
(Unsplash)

Japonya'daki araştırmacıların batarya teknolojisinde gerçekleştirdiği büyük atılım, yeni nesil pillerin nihayet seri üretime girmesinin önünü açabilir.

Tokyo Bilim Üniversitesi'nden bir ekip, geleneksel lityum-iyon pillere eşdeğer performansa sahip sodyum-iyon piller üretmenin bir yolunu keşfetti.

Lityum-iyon veya diğer adıyla li-iyon bataryalar elektrikli arabalardan akıllı telefonlara kadar her şeyde kullanılıyor fakat çıkarılması zor ve pahalı kaynaklardan üretiyorlar. Ayrıca zehirli ve yanıcı sıvı elektrolitler içeriyorlar.

Buna karşılık sodyum iyon piller daha ucuz, aşırı sıcaklıklara karşı kararlılık sunuyor ve aşırı ısınma riski taşımıyor. Şimdiye kadar ana sınırlaması li-iyon pillere kıyasla daha düşük enerji yoğunluğu olmuştu.

Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için bilim insanları nano yapılı sert karbondan yüksek kapasiteli bir elektrot geliştirdi ve bunu optimize ederek gerçek bir bataryaya eklediler.

Araştırmacılar, yeni elektrotların "benzersiz bir performans" gösterdiğini ve tüketici elektroniği ve elektrikli araçlar için yeni nesil bataryalar üretilmesinde uygulanabilir bir seçenek sunduğunu söyledi.

Tokyo Bilim Üniversitesi'nden Profesör Shinichi Komaba, "Bu değer, şu anda ticarileştirilmiş belirli lityum-iyon pil türlerinin enerji yoğunluğuna eşdeğerdir... ve laboratuvarımızın 2011'de rapor ettiği ilk sodyum-iyon pillerin enerji yoğunluğunun 1,6 katından fazladır" dedi.

Bu buluş, sodyum-iyon pilleri, güneş ve rüzgar enerjisi santralleri için düşük karbon ayak izli enerji depolama sistemleri gibi diğer pratik uygulamalarda da uygun hale getirebilir.

Araştırma, Advanced Energy Materials akademik dergisinde yayımlanan  "New template synthesis of anomalously large capacity hard carbon for Na- and K-ion batteries" (Na- ve K-iyon bataryalar için anormal derecede yüksek kapasiteli sert karbonun yeni şablon sentezi) başlıklı çalışmada detaylandırıldı.

Independent Türkçe



Büyük Okyanus'un altında "kayıp dünyalar" keşfedildi

Araştırmacılar, mantoda bu tür bölgelerin sanılandan daha yaygın olduğunu düşünüyor (ETH Zürih)
Araştırmacılar, mantoda bu tür bölgelerin sanılandan daha yaygın olduğunu düşünüyor (ETH Zürih)
TT

Büyük Okyanus'un altında "kayıp dünyalar" keşfedildi

Araştırmacılar, mantoda bu tür bölgelerin sanılandan daha yaygın olduğunu düşünüyor (ETH Zürih)
Araştırmacılar, mantoda bu tür bölgelerin sanılandan daha yaygın olduğunu düşünüyor (ETH Zürih)

Bilim insanları Büyük Okyanus'un altında ve kıtaların içinde açıklayamadıkları yapılar tespit etti.

Tektonik levhalar çarpıştığı zaman biri, diğerinin altına girerek Dünya'nın mantosuna dalıyor. Mantodaki bu yapılar, yitim veya dalma-batma zonu diye adlandırılıyor.

Bilim insanları mantoyu açıp bakmak mümkün olmadığından, bu yapıların yerini ve bileşenlerini saptamak için sismik dalgaların hızından yararlanıyor. 

Genellikle sadece bir tür deprem dalgası incelenirken, ETH Zürih ve Caltech'ten araştırmacılar, yeni çalışmada bütün sarsıntı dalgalarını analiz etti. 

Bulguları hakemli dergi Scientific Reports'ta yayımlanan çalışmayı yürüten ekip, "kayıp dünyalar" dedikleri gizemli yapılarla karşılaştı. Tektonik levha hareketlerinin olmadığı yerlerde yitim zonları saptandı.

Ekibin modeline göre, okyanus tabanlarının altında ve kıtaların içinde yitim zonları var. 

ETH'den Andreas Fichtner, ortak yazarı olduğu çalışma hakkında 7 Ocak'ta yaptığı açıklamada "Bu, bir doktorun onlarca yıl ultrasonla kan dolaşımını inceleyip atardamarı tam olarak beklediği yerde bulmasına benziyor" diyerek ekliyor: 

Daha sonra yeni ve daha iyi bir muayene aracı kullanan doktor, aniden kalçada aslında oraya ait olmayan bir atardamar görüyor. Biz de yeni bulgular karşısında tam olarak böyle hissediyoruz.

Araştırmacılar özellikle Büyük Okyanus'un altındaki bir yitim zonunu ilginç buluyor. Jeolojik açıdan yakın bir dönemde bu bölgede yitim zonları oluşmasının imkansız olduğunu düşünüyorlar.

Makalenin başyazarı Thomas Schouten, "Yaşadığımız ikilem de bu" diyor: 

Yüksek çözünürlüklü yeni modelle, mantonun her yerinde bu tür anomalileri görebiliyoruz. Ancak bunların tam olarak ne olduğunu ya da ortaya çıkardığımız desenleri hangi maddelerin yarattığını bilmiyoruz.

Bu bölgelerde sismik dalgaların farklı şekillerde hareket etmesi, çevredeki kayalardan daha soğuk ve farklı bir bileşime sahip olduklarına işaret ediyor. Araştırmacılar bu gizemli yapıların içeriğini de henüz bilmiyor.

Diğer yandan farklı zamanlarda, farklı süreçler sonucu ortaya çıkmış olmaları muhtemel.

Schouten, "Alt mantodaki anomalilerin çeşitli kökenleri olduğunu düşünüyoruz" diye açıklıyor: 

Yaklaşık 4 milyar yıl önce mantonun oluşumundan beri orada bulunan ve mantodaki konvektif hareketlere rağmen hayatta kalan eski, silika bakımından zengin maddeler veya milyarlarca yıl boyunca manto hareketleri sonucu demir bakımından zengin kayaların biriktiği bölgeler olabilirler.

Araştırmacılar bundan sonraki çalışmalarda sismik dalgaları daha detaylı incelemeyi umuyor. Schouten ayrıca mevcut veriler sadece dalga hızına odaklandığı için gelecekteki çalışmaların kıymetli veriler sunmasını umuyor:

Farklı dalga türlerinde gözlemlenen hızı üretebilecek farklı malzeme parametrelerini hesaplamamız gerekiyor. Esasen, dalga hızının arkasındaki malzeme özelliklerine daha derinlemesine dalmak zorundayız.

Independent Türkçe, IFLScience, Debrief, Scientific Reports, ETH Zürih