Yeni batarya elektrikli arabaları birkaç dakikada şarj edebilir

Elektrikli araçlardakilerle aynı enerji yoğunluğuna sahip lityum-iyon batarya, 10 dakikadan kısa sürede yüzde 80 oranında şarj oluyor

Fotoğraf: Unsplash
Fotoğraf: Unsplash
TT

Yeni batarya elektrikli arabaları birkaç dakikada şarj edebilir

Fotoğraf: Unsplash
Fotoğraf: Unsplash

Bilim insanları, elektrikli arabalardan akıllı telefonlara kadar her şeyde bulunan lityum-iyon pillerin ultra hızlı şarjında yeni rekor kırdı.

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (USTC) ve Kaliforniya Üniversitesi'nden çok uluslu bir ekip, elektrikli araçlarda bulunanlara benzer enerji yoğunluğuna sahip bir pilin yeniden şarj süresini hızlandıran yeni bir yöntem geliştirdi.

302 Wh kg'lık batarya, enerjisinin yüzde 80'ini sadece 9 dakikada şarj ederek daha önce bildirilen ticari lityum-iyon bataryaları geride bıraktı.

Şarj yöntemi bataryanın stabilitesini de etkilemedi. Batarya, 300'den fazla şarj-deşarj döngüsünden sonra kararlı kaldı.

Araştırmacılar yeni yaklaşımı bir "paradigma değiştirme stratejisi" diye tanımladı. Bu yaklaşım şarj hızlarını radikal biçimde iyileştirmek için elektrokataliz diye bilinen bir süreçten yararlanıyor.

Bu araştırma, temiz enerji taşımacılığına geçişi hızlandırabilecek yüksek enerjili, hızlı şarj olan bataryaların geliştirilmesine yönelik önemli bir adıma işaret ediyor.

Görsel kaldırıldı.

Uluslararası Enerji Ajansı'nın hazırladığı raporda batarya şarj sürelerinin uzunluğu, elektrikli araçların benimsenmesinin önündeki en önemli 5 engelden biri olarak gösterilmişti.

Bu son araştırma, Journal of the American Chemical Society'de yayımlanan "Solid-State Electrocatalysis in Heteroatom-Doped Alloy Anode Enables Ultrafast Charge Lithium-Ion Batteries" (Heteroatom Katkılı Alaşım Anotta Katı Hal Elektrokatalizi Ultra Hızlı Şarjlı Lityum-İyon Pillere Olanak Sağlıyor) başlıklı çalışmada detaylandırıldı.

ABD'deki Georgia Tech'ten araştırmacıların lityum-iyon piller için katot araştırmaları sırasında bir atılım bildirdikleri hafta geldi.

Ekip, "devrim niteliğinde bir malzeme" kullanarak, geleneksel lityum-iyon pillerin maliyetinin çok altında bir maliyetle elektrikli araçlarda kullanıma uygun bir pil üretmeyi başardı.

Georgia Tech Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu'nda doçent olan Hailong Chen, yeni katodu "ezber bozan" diye niteleyerek, geniş ölçekte uygulanması halinde "elektrikli araç ve tüm lityum-iyon pil pazarını büyük ölçüde geliştirebileceğini" sözlerine ekledi.

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