Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) araştırmacılar, elektrikli araba ve cihazların kayda değer derecede daha hızlı şarj olmasını sağlayabilecek bir keşfe imza attı.
Bu çığır açıcı buluş, tüm lityum iyon bataryaların özündeki temel reaksiyonla ilgili.
Akıllı telefonlardan dizüstü bilgisayarlara ve elektrikli araçlara kadar her şeye güç veren bu bataryalar, lityum iyon adlı küçük parçacıkları katı elektrotların içine ve dışına taşıyarak çalışıyor ve bu işlem, batarya ömrü boyunca binlerce kez tekrarlanıyor.4
Bu reaksiyonun hızı, bataryanın ne kadar hızlı şarj olacağını ve ne kadar enerji sağlayabileceğini belirliyor.
Mühendisler bataryaları geliştirme çabalarında bugüne kadar büyük ölçüde deneme yanılma yöntemine başvuruyordu. Yüzyıllık bir denkleme dayanan yaygın teori, farklı malzemelerin neden bu kadar tutarsız sonuçlar ürettiğini tam olarak açıklamıyordu.
Ancak MIT araştırmacıları, reaksiyonun "eşleşmiş iyon-elektron transferi" adı verilen bir şeye dayandığını gösterdi; bu durumda lityum iyonları, sadece elektronlarla birlikte olduğunda elektrota verimli bir şekilde hareket ediyor.
MIT'de matematik profesörü olan Martin Bazant şöyle diyor:
Bu çalışmanın, reaksiyonların daha hızlı ve kontrollü olmasını sağlayarak şarj ve deşarjı hızlandırmasını umuyoruz.
Telefon ve elektrikli arabalarda kullanılanlar da dahil 50'den fazla farklı malzemede reaksiyon hızlarını ölçen ekip, geleneksel modelin sürecin hızını önemli ölçüde abarttığını keşfetti.
Yeni teorileri, hem gerçek dünya verileriyle eşleşiyor hem de reaksiyonu hızlandırmanın yollarını da ortaya koyuyor.
Araştırmacılar, bataryanın içindeki sıvı elektroliti ayarlayarak (örneğin belirli kimyasal bileşenleri değiştirerek) şarj hızlarının kayda değer derecede artırılabileceğini ve batarya ömrünü kısaltan aşınma ve yıpranmanın azaltılabileceğini buldu.
Profesör Bazant çalışmanın nihayet üreticilere, pahalı tahminlere güvenmek yerine bataryaları rasyonel bir şekilde tasarlamaları için gereken "teorik çerçeveyi" sunabileceğini belirtiyor.
Meslektaşı Profesör Yang Shao-Horn, bunun yıllarca süren kafa karıştırıcı sonuçları tek bir net resimde "birleştirdiğini" söylüyor.
Araştırmanın sonuçları, hakemli dergi Science'ta "Lithium-ion intercalation by coupled ion-electron transfer" (Eşleştirilmiş iyon-elektron transferiyle lityum iyon enterkalasyonu) başlıklı bir makaleyle yayımlandı.
Independent Türkçe
