Lityum-oksijen batarya teknolojisindeki araştırmalarda elde edilen büyük başarı sayesinde, batarya teknolojisindeki büyük sıçramayı yapmanın önündeki engellerden birkaçı kalkmış görünüyor.
Lityum-oksijen (Li-hava) batarya teknolojisi, enerji yoğunluğu alanında lityum-iyon hücrelerine karşı sağladığı avantajdan dolayı batarya teknolojisindeki devrim olarak nitelendirilmekte. Teorik olarak şu an kullandığımız batarya teknolojisine göre on kat daha fazla bir enerji yoğunluğu sağlayabilen lityum-oksijen teknolojisi, bu sayede daha küçük, ucuz ve dayanıklı hücreler sayesinde elektrikli aletlerin kullanımında büyük kolaylıklar sağlamakta. Li-hava teknolojisinin potansiyel yararlarının ulaşılabilirliğine her zaman şüpheyle yaklaşılmasına rağmen, araştırmacılar uygulanabilir bir çözüme bir adım daha yaklaşmış gibi görünüyorlar.
University of Cambridge’deki bir grup araştırmacının gösterimini yaptığı yeni lityum-oksijen hücresi önceki örneklerden %90 daha verimli ve daha stabil olmasının yanı sıra 2000 kereden fazla şarj edilebilme özelliğiyle de oldukça dikkat çekiyor. Ancak ortaya çıkmakta olan her yeni batarya projesinde olduğu gibi bu teknolojinin de tam olarak uygulanabilirliğinin sağlanabilmesi için bazı engellerin üstesinden gelinmesi gerekiyor.
Herkesin bildiği üzere batarya teknolojisi gelişen işlemcilere ve güç tüketen diğer bileşenlere erişmekte başarılı olamadı; bu da kullanım süresini olumsuz yönde etkiledi. Bu sorunun üstesinden gelmek için farklı seçeneklere yönelmek gerekebilir. Post-lityum bataryalar otomotiv ve yeşil enerji depolama endüstrileri tarafından kullanılabilecek önemli teknoloji olarak düşünülmekte çünkü bu tarz sanayi kollarında kullanılan büyük ve dolayısıyla daha pahalı lityum-iyon çözümleri talepleri artmakta. Bu sanayi kollarındaki büyüme tahmin edildiği üzere gerçekleşirse ve lityum talebi de buna bağlı olarak artarsa arz tarafında yaşanacak gerginlik teknolojiyi daha da pahalı hale getirecek ve başka seçenekler için arayışı tetikleyecektir.
Lityum-hava bataryaları son on yılda araştırma alanlarında Sodyum ve Li-Sülfür gibi çözümleri yakalayarak oldukça popüler hale gelmiş durumda. Diğer gelecek vadeden araştırma alanları ise Silikon Anot teknolojileri, Lityum Kapasitörleri ve Katı halli bataryalar olarak adlandırılabilir. Ancak bu teknolojilerde de verilmesi gereken tavizler ve üstesinden gelinmesi gereken teknik problemler bulunmakta.
Lityum-iyon ve lityum-oksijen bataryaları arasındaki fark, bataryaların elektrotları. Araştırmacılar grafit kullanan elektrot yerine grafen kullanan elektrot geliştirmiş durumdalar. Grafen oldukça geçirgen bir yapıya sahip ve lityum iyodürüyle bir araya geldiğinde şarj ve deşarj arasındaki farklı 0,2 volta kadar düşürebilme özelliğine sahip. Bu da batarayayı, 0,5 ile 1 volt arasında farka sahip olan eski uygulamalardan çok daha verimli bir seçenek haline getiriyor.
Tüm bunlara rağmen, daha önceki geliştirilmiş kapasiteli batarya araştırmalarında karşılaştığımız üzere, dendrit olarak adlandırılan lityum metal iplikleriyle ilgili bir sorun var. Metal elektrotların üzerinde oluşabilen bu yapı batarya içinde bir kısa devreye, ardından ise patlamaya yol açmakta. Araştırmacılar hâlâ metal elektrotları dioksit, nitrojen ve nemden korumanın yollarını aramakta.
Maalesef bu, araştırmacıların teknolojinin gerçek anlamda uyarlanmasından hâlâ en az on yıl uzakta olduğumuzu tahmin tahmin etmelerine neden oluyor. Ancak olumlu tarafından bakmak gerekirse, teknolojinin uyarlanabilir olduğu kanıtlanmış durumda. Sonuç olarak hâlen telefonlarımıza bir hafta boyunca yetecek bir batarya teknolojisine sahip değiliz.
