Batarya teknolojisinde yeni yaklaşım, performansı yükseltmeyi vaat ediyor

Son derece düşük sıcaklıklarda bile bataryayı iyileştiren yeni çözücüyle tanışın

Fotoğraf: Reuters
Fotoğraf: Reuters
TT

Batarya teknolojisinde yeni yaklaşım, performansı yükseltmeyi vaat ediyor

Fotoğraf: Reuters
Fotoğraf: Reuters

Bilim insanları küresel elektrifikasyonun köşe taşı olan batarya teknolojisinde, bunların daha hızlı şarj olması, daha uzun süre dayanması ve sıcaklık dalgalanmalarıyla daha iyi başa çıkabilmesi adına atılımlar yapmak için yarışıyor.

Bataryalar sadece elektrikli araçlara güç sağladıkları için değil, aynı zamanda Güneş panelleri ve rüzgar türbinleri gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilen temiz enerjiyi depoladıkları için de iklim kriziyle mücadelenin kilit bir parçası.

Çarşamba günü yayımlanan bir araştırma makalesinde detaylandırılan yeni bulgular lityum iyon bataryanın, şarj ve deşarj olmasını sağlayan çözelti olan elektrolitini değiştirerek geliştirilebileceğini öne sürüyor. Lityum iyon halihazırda elektrikli araçlar ve temiz enerji depolamadaki ana batarya türü.

Hangzhou'daki Zhejiang Üniversitesi ve Pekin Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar, elektrolitte iyileştirmeler yapmanın zor olduğunu çünkü hem yüksek iletkenlik hem de düşük çözünme enerjisi gerektirdiğini, bunun da bataryaların döngü ömrünü sınırlayabileceğini söylüyor.

Küçük moleküllerden meydana gelen bir kimyasal olan floroasetonitril adlı bir çözücü kullanan ekip, bunun lityum iyonlarının elektrolit boyunca hareket etme şeklini iyileştirdiğini belirtiyor. Sonuç, bataryanın daha hızlı şarj edilmesini sağlayan yüksek iletkenlik oldu.

Dahası, eksi 65 santigrat derece gibi son derece düşük sıcaklıklarda test edildiğinde bile batarya performansı yüksek kaldı. Düşük sıcaklıklarda batarya ömrü genellikle tehlikeye giriyor.

Araştırmacılar bu çalışmanın sadece lityum iyon bataryaların geliştirilmesinde değil, diğer enerji depolama sistemleri için de umut vaat ettiğini söylüyor.

ABD Enerji Bakanlığı kasımda batarya ve bunların kritik önemdeki mineral bileşenlerini üreten şirketlere 3,5 milyar dolar yatırım yaptığını açıklamıştı.

ABD yönetimi lityum iyon batarya talebinin bu 10 yılın sonuna gelindiğinde 10 katına çıkmasını bekliyor.

Ancak lityum iyon bataryaların alev almasına ilişkin endişeler giderek artıyor. Geçen hafta New York'un Harlem bölgesindeki bir apartmanı saran ve 27 yaşındaki bir gazetecinin ölümüne yol açan yangına elektrikli bisikletlere güç sağlayan lityum iyon bataryaların neden olduğu belirtilmişti.

Haziran 2023'te de New York'taki bir elektrikli bisiklet dükkanında lityum iyon bataryaların alev alarak üst katlardaki dairelere sıçraması sonucu 4 kişi hayatını kaybetmişti. Aralıktaysa Alaska açıklarında yaklaşık 2 bin ton lityum iyon batarya taşıyan bir kargo gemisinde yangın çıkmıştı.

Independent Türkçe

 



Mavi köpekbalıklarının bukalemun gibi renk değiştirdiği keşfedildi

Fotoğraf: Wikimedia Commons
Fotoğraf: Wikimedia Commons
TT

Mavi köpekbalıklarının bukalemun gibi renk değiştirdiği keşfedildi

Fotoğraf: Wikimedia Commons
Fotoğraf: Wikimedia Commons

Yeni bir araştırmaya göre mavi köpekbalığının derisindeki benzersiz yapılar, bukalemun gibi renk değiştirebileceğine işaret ediyor.

Bu hafta Anvers'te düzenlenen Society for Experimental Biology konferansında sunulan çalışma, mavi köpekbalığının (Prionace glauca) derisindeki renkleri üreten küçük nano yapıları ortaya çıkardı. Köpekbalığının renginin sırrı, deriyi zırh gibi kaplayan pulların, dermal dentiküller diye bilinen pulpa boşluklarında saklı.

Çalışmada yer alan araştırmacılardan Viktoriia Kamska, "Mavi, hayvanlar alemindeki en nadir renklerden biri ve hayvanlar bunu üretmek için evrim boyunca çeşit çeşit benzersiz strateji geliştirdi. Bu da bu süreçleri bilhassa büyüleyici kılıyor" diyor.

Pulpa boşlukları içindeki guanin molekülü kristalleri, mavi reflektör görevi görüyor. Buna ek olarak melanin pigmenti içeren hücre bileşenleri diğer dalga boylarını emerek köpekbalığının karakteristik rengini üretiyor.

Dr. Kamska, "Bu bileşenler, aynalarla dolu torbaları ve siyah emicilerle dolu torbaları anımsatan şekilde ayrı hücrelerde toplanıyor ancak yakın ilişki içinde durarak birlikte çalışabiliyorlar" diye açıklıyor.

Melanin, belirli kalınlık ve aralıklara sahip guanin kristalleriyle işbirliği yaparak köpekbalığının derisindeki renk doygunluğunu artırıyor.

Bir diğer araştırmacı Mason Dean "Bu malzemeler bir araya getirilince, renk üretme ve değiştirmeyi sağlayan güçlü bir yetenek de ortaya çıkıyor" diyor.

Büyüleyici olan şey, kristalleri içeren hücrelerdeki küçük değişiklikleri gözlemleyerek bunların tüm organizmanın rengini nasıl etkilediğini görüp modelleyebilmemiz.

xsdfrgt
Mavi köpekbalığının dermal dentikülleri (Viktoriia Kamska)

Araştırma, renk üreten küçük yapıların biçimini, işlevini ve mimarisini tanımlayan gelişmiş görüntüleme teknikleri sayesinde mümkün oldu.

Dr. Dean "Rengi organizma düzeyinde, metre ve santimetre ölçeğinde incelemeye başladık ancak yapısal renk nanometre düzeyinde elde edildiğinden, bir dizi farklı yaklaşım kullanmamız gerekti" diyor.

Araştırmacılar daha sonra küçük deri yapılarındaki hangi yapısal parametrelerin, gözlemlenen görünümü üretmekten sorumlu olduğunu doğrulamak için bilgisayar simülasyonları kullandı.

Bu renk değişimi mekanizmasının, guanin kristal aralığını etkileyecek çevresel faktörler tarafından da yönlendirilebileceğini gösterdiler.

Dr. Dean, "Bu şekilde nem veya su basıncı değişiklikleri gibi basit bir şeyden kaynaklanan çok ince ölçekteki değişiklikler, vücut rengini değiştirebilir ve bu da hayvanın nasıl kamufle olacağını şekillendirir" ifadelerini kullanıyor.

Örneğin köpekbalığı daha derine yüzdüğünde, deriye daha fazla basınç uygulanması sonucu guanin kristallleri birbirine doğru itiliyor ve köpekbalığının rengi koyulaşarak çevresine daha iyi uyum sağlıyor.

Bu küçük yapıların davranış mekanizması köpekbalığının deri rengini de değiştiriyor olabilir. Dr. Dean şöyle diyor: 

Böylesine çok işlevli bir yapısal tasarım (yüksek hızlı hidrodinamik ve kamufle edici optik özellikleri birleştiren bir deniz canlısı yüzeyi) bildiğimiz kadarıyla daha önce görülmedi.

Independent Türkçe