Tokno Teknoloji Enstitüsü, Tohoku Üniversitesi, Japonya Ulusal İleri Endüstriyel Bilim ve Teknoloji Enstitüsü ve Nippon Teknoloji Enstitüsü’nde çalışan bilim insanları, yaptıkları bir deneyle beraber temiz bir elektrolit/elektrot arayüzeyinin, yüksek kapasiteli katı hal lityum pillerin gerçeğe dönüştürülmesinde anahtar nitelik taşıdığını göstermişler. Araştırmacıların elde ettiği bulgular, hem taşınabilir cihazlar, hem de elektrikli taşıtlar için kapasite, istikrar ve güvenlik artışı sunan geliştirilmiş pil tasarımlarına yol açabilir.
Gündelik hayatta kullandığımız taşınabilir cihazların büyük bir çoğunluğunda bulunan sıvı lityum iyon piller her yerde karşımıza çıkıyor. Her ne kadar önem avantajlar sunsalar da, sıvı temelli piller önemli tehlikeleri de beraberinde getiriyor. Geçtiğimiz yıllarda çıkan ve pilin sıvı elektrolitinin sızdırıp alev almasına sebep olan tasarım hataları sebebiyle tutuşan akıllı telefon haberleri, bu konuyu halk nezdinde daha açık hale getirdi.
Üretim maliyeti, dayanıklılık ve kapasite gibi diğer dezavantajlar, bilim insanlarının farklı bir teknolojiye; katı hal lityum pillere (SSLB) bakmasına yol açmış. SSLB’ler, şarj ve şarj boşaltımı sırasında lityum (Li) iyonlarını değiş tokuş eden katı elektrotlar ile katı bir elektrottan meydana geliyor. Sahip oldukları daha yüksek enerji yoğunluğu ve güvenlik, SSLB’leri çok güçlü kaynaklar haline getiriyor.
Fakat SSLB’lerin ticari hale getirilmesini önleyen birçok teknik engel bulunuyor. Mevcut çalışmada araştırmacılar bir dizi deney yürüterek, SSLB’lerin verimini bir üst seviyeye çıkarabilecek fikirler elde etmiş. Çalışmaya önderlik eden ve Tokyo Teknoloji Enstitüsü’nde çalışan Profesör Taro Hitosugi, motivasyonlarını şöyle açıklıyor: “Lini0.5Mn1.5O4 (LNMO), SSLB’lerin pozitif elektrotları için umud vadeden bir malzeme çünkü nispeten daha yüksek gerilimler üretebiliyor. Bu çalışmada, 2,9 ve 4,7 V değerlerinde çalışan pilleri gösterdik ve aynı anda yüksek kapasite, istikrarlı şarj döngüsü ile elektrolik/elektrot arayüzeyinde düşük dirence ulaştık.”
SSLB’ler, taşınabilir cihazların yanısıra; maliyetleri ve pil istikrarları yaygın şekilde ticarileşmeleri önünde büyük bir engel teşkil eden elektrikli arabalarda da kullanım alanı bulabilir. Bu çalışmanın sonuçları, gelecekteki SSLB tasarımları için önemli fikirler sağlıyor ve fosil yakıtlardan uzaklaşıp, daha çevre dostu ulaşım yöntemlerine geçişin zeminini hazırlıyor. SSLB’lerin yolunu gözleyin!
Bulgular üç gün önce ACS Applied Materials & Interfaces bülteninde sunuldu.
Tokyo Teknoloji Enstitüsü. Ç: O.
