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



Gelişmiş kuantum sensörlerin sırrı üzümde mi saklı?

Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)
Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)
TT

Gelişmiş kuantum sensörlerin sırrı üzümde mi saklı?

Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)
Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)

Bilim insanları daha gelişmiş kuantum sensörler yapmak için üzüm kullanılabileceğini öne sürdü. 

Bir üzüm tanesini neredeyse tamamen ikiye kesip (parçaları birbirine bağlayan küçük bir kabuk parçası bırakarak) mikrodalga fırına koyunca plazma oluştuğu en az 30 yıldır biliniyor.

Bilim insanları üzümlerin boyutu ve geçirgenlikleri nedeniyle elektrik alanlarını hapsetmesi sonucu plazmanın ortaya çıktığını söylüyor. Benzer bir etki birbirine değen iki üzümle de yaratılabiliyor.

Diğer yandan evde böyle bir deney yapmanın, mikrodalga fırınları bozabileceğini eklemekte fayda var. 

Plazmayı yaratan elektriksel alanın nasıl oluştuğu daha önceki çalışmalarda incelenirken, Avustralya'daki Macquarie Üniversitesi'nden bir ekip üzümlerin manyetik alan etkisine odaklandı. 

Physical Review Applied adlı hakemli dergide yayımlanan makaleye göre üzümler, mikrodalga rezonatörü gibi davranarak daha iyi kuantum sensörlerinin önünü açabilir. 

Elektriksel alanı bir yere hapseden mikrodalga rezonatörleri, uydu teknolojisinden çeşitli kuantum sistemlerine kadar çeşitli alanlarda kullanılıyor. 

Kuantum mekaniğinin hakim olduğu kuantum sensörler, elektriksel ve manyetik alanlardaki değişimleri algılayarak çok daha isabetli hesaplamaları mümkün kılıyor.

Doktora öğrencisi Ali Fawaz liderliğindeki yeni çalışmada, deney için özel olarak üretilmiş nanoelmaslar kullanıldı.  

Nanoelmaslardaki karbon atomlarının bir kısmı değiştirilerek mıknatıs gibi davranan küçük renk merkezleri oluşturuldu. 

Bilim insanları daha sonra bir nanoelması, iki üzümün arasına koyarak ince bir lif tabakanın üstüne yerleştirdi. 

Ardından liften yeşil lazer ışığı geçirerek renk merkezlerinin kırmızı renkte parlamasını sağladılar. 

Araştırmacılar parlaklık seviyesinin manyetik alanın gücünü gösterdiğini söylüyor. Çalışmada bu alanın üzüm varken, üzüm olmayan deneye göre iki kat daha güçlü olduğu kaydedildi. 

Fawaz yaptığı açıklamada bulguları şöyle değerlendiriyor:

Önceki çalışmalar plazma etkisine neden olan elektriksel alanlara odaklanırken, biz üzüm çiftlerinin kuantum algılama uygulamaları için çok önemli olan manyetik alanları da güçlendirebileceğini gösterdik.

Fawaz bu güçlü manyetik alanın, üzümlerin yüksek oranda su içermesinden kaynaklandığını söylüyor:

Mikrodalga enerjisini yoğunlaştırmada su aslında safirden daha iyi ancak daha az kararlı ve bu süreçte daha fazla enerji kaybediyor. Çözmemiz gereken en önemli zorluk da bu.

Meyvedeki şekerin etkiyi azalttığını ekleyen araştırmacı, benzer bir zarla kaplı saf su torbalarının muhtemelen daha iyi performans sergileyeceğini düşünüyor.

Ayrıca bilim insanları 27 milimetre uzunluğundaki üzümlerin istenen sonucu verdiğini belirtiyor.

Independent Türkçe, IFLScience, Interesting Engineering, Ars Technica, Physical Review Applied, BAE Systems