Gerçek hayat koşullarındaki gündelik sürüş, laboratuvarlarda yapılan testlere kıyasla pilde daha düşük bir aşınma meydana getirebilir.
Dünya yüksek teknoloji ürünleri ve madencilik operasyonlarıyla dikkat çeken yeni bir “Elektro-Dijital Çağ”a doğru koşar adım ilerliyor. Yeni yeni ortaya çıkan elektrikli taşıt filolarına güç sağlayan büyük, yoğun kaynaklı lityum iyon piller, küresel mineral tedarik zincirlerini şimdiden zorluyor. Geçtiğimiz yıl dünya çapında satılan yaklaşık beş arabadan biri elektriydi. Bu oranın önümüzdeki yıllarda hızla artması bekleniyor. Araba üreticileri ve devletler, bu pillerin yapılması için gereken lityum, kobalt ve diğer “önemli mineraller”den daha fazla toplamak için acele ediyor.
Fakat yeni bir araştırmada, bir zamanlar kısa ömürlü olduğu ve tabiatı itibarıyla sarf edilebilir raf ömürleri bulunduğu düşünülen bu pillerin aslında beklenenden çok daha uzun süre dayanabileceği ileri sürülüyor. Hatta bazı durumlarda iyi bakılan ET’ler, fosil yakıtlı emsallerinden bile uzun ömürlü olabilir. Bu muhtemelen iyi bir haber: Daha uzun dayanan ET’ler, üreticilere artan küresel talepleri karşılamak için gereken bileşenleri üretecek zamanı sağlayabilir.
Hafta başında Nature Energy bülteninde yayımlanan ve SLAC-Stanford Pil Merkezinde çalışan araştırmacıların ulaştığı yeni bulgular, ET pillerinin aslında önceki tahminlerden yaklaşık üçte bir oranında daha uzun dayanabileceğini gösteriyor. Bu durum, sürücülerin modern ET’lerini pili birkaç yıl daha değiştirmeden sürmeye devam edebilecekleri anlamına geliyor. Araştırmacılar pil ömrü tahminlerinde görülen bu şaşırtıcı farklılıkların, bir endüstri standardı haline dönüşen ve temelde gerçekçi olmayan test ortamlarından kaynaklandığını belirtiyor. Araştırmacılar pilleri belli şekillerde iki yıl boyunca test ettiklerinde, pil ömrü beklentisi önemli ölçüde iyileşmiş. Araştırmacıların söylediğine göre bu test şekilleri, sürücülerin gündelik taşıt kullanım şekilleriyle daha uyumlu.
Stanford Üniversitesinde çalışan yardımcı profesör ve makalenin kıdemli yazarı Simona Onori, “ET pillerini doğru şekilde test etmiyorduk” diyor bir açıklamada. “Sık hızlanmayla beraber gerçek sürüş, pilleri biraz şarj eden frenleme, bir dükkana uğramak için durma ve pilleri bir seferde birkaç saatliğine dinlenmeye bırakma, pillerin endüstri standardı laboratuvar testlerine göre düşündüğümüzden daha uzun süre dayanmasına yardımcı oluyor.”
SLAC-Stanford Pil Merkezi, internet sitesinde nihai hedefinin iklim değişikliğini ele almak üzere “pil ve enerji depolama teknolojilerinin yayılmasını büyük bir ölçekte hızlandırmak” olduğunu belirtiyor. Araştırma makalesi çoğunlukla ABD Ulusal Bilim Vakfı Lisans Üstü Araştırma Programı ve Stanford Chevron Enerji Bursu tarafından fonlanmış.
Daha ‘gerçekçi’ sürüş, pilde daha düşük aşınma
Araştırmacılar dört farklı sürüş profilinde 92 adet ticari lityum iyon ET pilini iki yıl boyunca test etmiş. Endüstri standardı olan yaklaşımda, hemen ardından şarjın geldiği “sabit bir pil deşarj oranı” kullanılıyor. Gerçek dünyada ise bu durum, birinin aracını pil neredeyse tamamen bitene kadar kullanmasına ve sonrasında fişe takarak tamamen şarj etmesine benziyor. Bu sabit pil harcama süreci ve tekrar şarj etme süreci, çoğu insanın akıllı telefon kullanma şeklini andırıyor.
Stanford mühendislik fakültesinde doktora öğrencisi olan ve Popular Science‘a konuşan makale eş yazarı Alexis Geslin, bu “sabit akım oranlarının” testlerde varsayılan yöntem olarak benimsenmesinin genelde daha basit donanım gerektirmesinden ve laboratuvar kullanıcısı için uygulamanın kolay olmasından kaynaklandığını söylüyor.
Fakat pek çok sürücü gerçekte aracını bu şekilde kullanmıyor. Araştırmacılar, araçlarını işe gidip gelirken veya şehir içinde kısa süreler halinde kullanan ET sahiplerinin pili birkaç gün ve hatta bir hafta şarj etmeyebildiğini belirtiyorlar. Araştırmacılar, sürüş profillerinden birinde daha gerçekçi ve dönemsel bir sürüş yöntemini temsil etmeye çalışmış. Bunun sonucunda ise daha gerçekçi profil, %38’e kadar artan bir pil ömrüyle sonuçlanmış.
“Bu çalışma, pillerin daha gerçekçi kullanım şartlarında test edilmesinin önemini gösteriyor ve geniş ölçüde benimsenmiş laboratuvarda sabit akım deşarjı eğilimine meydan okuyor” diye yazıyor araştırmacılar makalelerinde.
Bulgular, hangi sürüş tiplerinin pilleri hızla aşındırdığıyla alakalı yaygın varsayımlarla da benzer şekilde ters düşüyor gibi görünüyor. Pek çok sürücü ani hızlanma ve fren yapmanın ET pillerini istikrarlı sürüşe göre daha hızlı aşındırdığına inansa da araştırmacılar, verilerde keskin, kısa hızlanmaların aslında pil aşınmasını yavaşlatabildiğini gösteren bir ilişki bulmuş. Pedallara yüklenip hızlı gitmek, pilin eskimesini hızlandırmıyor gibi görünüyor. Hatta tam tersi bir etkisi bile olabilir.
“Çalışmanın kilit noktası, kullanıcıların sürüş şeklinin, pilin ömrüne sabit akımlı laboratuvar çalışmalarından tahmin edilen ömre kıyasla zararlı olmayacağı” diyor Geslin. “Bulgular ayrıca ET sahiplerinin, pillerinin ömrünü uzatmak için atabileceği en iyi adımlara da biraz ışık tutuyor.” Popular Science‘a konuşan Geslin, araç sahiplerinin muhtemelen eve geldikleri her sefer taşıtlarını şarj etmekten kaçınmaları gerektiğini söylüyor. Sürücüler “menzil anksiyetelerini” bırakmalı ve pili sadece kısmen şarjlı tutmalı (ET sahipleri arasında görülen bu yaygın korku, enerjinin varış noktasına ulaşmaya yetmeyeceğinin düşünülmesinden kaynaklanıyor). Pil seviyelerinin %15 üzerinde tutulmasının, “iyi bir başlangıç noktası” olduğunu söylüyor bilim insanı.
“Pilinizi yükseltilmiş şarj durumunda (yüksek pil yüzdelerinde) tutmak, ömrü bakımından kesinlikle zararlı olacaktır… Öngörülebilir şekilde; yüksek şarj durumunda piliniz en fazla enerjiyi depolar, dolayısıyla yan tepkimelere ve bu yüzden aşınmaya daha yatkın olur” diyor.
Kullanılmış elektrikli taşıtlar, zannedilenden daha uygun olabilir
Bulgular, yeni ET’lerin öncekilere göre daha uzun süre dayanabileceğini gösteren ve sayıları giderek artan iyimser araştırmalara yenilerini ekliyor. Telematik firması Geotab’ın kısa süre önce 5.000 ET pili üzerinde yürüttüğü ve geçenlerde Wired dergisinde atıf yapılan bir analizde, pillerin yılda ortalama %1,8 aşındığı bulunduğu. 2019 yılında incelenen daha eski ET’lerde bu oran %2,3’tü. Bulgular, pil yönetim sistemlerinin iyileştirildiğini gösteriyor. Bazı tahminler, bugün satın alınan bir ET’nin kuramsal olarak 20 yıl dayanabileceğini gösteriyor ki bu, içten yanmalı motorları olan bazı arabalara göre daha uzun bir ömür beklentisi.
Araç sahiplerinin aynı arabayı bu kadar uzun süre kullanıp kullanmayacakları ise bilinmez. Özellikle ABD yollarındaki arabaların ortalama yaşı, önceki yıllara göre daha yüksek. Ancak eğilim tamamen ET’lere geçmedi. ET maliyetleri düştükçe ve daha geleneksel içten yanmalı motorlardan uzaklaşan sürücülerin sayısı arttıkça, bu durumun değişmesi muhtemel. Daha uzun dayanan ET’ler, şu an yeni mineral madenleri ve pil tesisleri açmak için yarışan küresel tedarik zincirlerinin üzerindeki yükü hafifletebilir.
Yazar: Mack Degeurin/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
