Mühendisler, pil alanında iki alt dalı tek bir cihazda birleştiren yeni bir pil tipi geliştirmişler. Hem katı halli bir elektrolitin hem de tamamen silikon bir anodun kullanıldığı bu cihaz, tamamen katı halli silikon bir pil meydana getiriyor. Yapılan ilk tur testler, yeni pilin güvenli, uzun ömürlü ve yoğun enerjili olduğunu gösteriyor. Elektrik depolamadan elektrikli taşıtlara kadar geniş bir uygulama alanı vadeden pil teknolojisi, Science bülteninin üç gün önceki sayısında tarif ediliyor. Teknoloji, San Diego – California Üniversitesinde çalışan araştırmacılar ile LG Enerji Çözümlerinde çalışan araştırmacıların ortak çalışması.
Silikon anotlar, günümüzdeki ticari lityum iyon pillerde en sık kullanılan grafit anotlardan 10 kat daha yoğun enerji depoluyor. Fakat silikon anotlar, pil şarj olup boşalırken genişleyip büzülüyor ve sıvı elektrolitler ile aşınıyor. Tamamen silikondan oluşan anotlar, yüksek enerji yoğunluklarına rağmen bu sorunlar sebebiyle ticari lityum iyon pillerde kullanılmıyor. Science bülteninde yayımlanan yeni çalışma, seçilen doğru elektrolit sayesinde tamamen silikon anotlara doğru umut vadeden bir yol sunuyor.
Kimya mühendisliğindeki doktorasını geçenlerde San Diego – California Üniversitesinin Mühendislik Fakültesinde tamamlayan ve bu teknolojinin lisansını alan UNIGRID Pil şirketinin eş kurucusu olan Darren H. S. Tan, “Bu pil düzeneğiyle birlikte, silikon gibi alaşım anotların kullanıldığı katı hal piller için yeni bir alan açıyoruz” diyor.
Yüksek enerji yoğunluğuna sahip yeni nesil katı hal pillerde, anot için hep metalik lityuma bel bağlanmış. Fakat bu durum, pil şarj oranlarında kısıtlama meydana getiriyor ve şarj sırasındaki sıcaklığı yükseltiyor (genelde 60 derece Celsius veya üstü). Silikon anot ise bu kısıtlamaların üstesinden gelerek, oda sıcaklığından düşük sıcaklıklara kadar çok daha hızlı şarj oranlarına olanak sağlıyor. Bu esnada da yüksek enerji yoğunluğunu koruyor.
Araştırma takımı, laboratuvar ölçeğindeki bir tam hücrenin oda sıcaklığında %80 kapasite korunumuyla 500 dolum ve boşaltım sağladığını göstermiş. Bu gelişme, hem silikon anot hem de katı hal pil camiasına yönelik heyecan verici bir ilerleme niteliği taşıyor.
Yazar: Ioana Patringenaru/San Diego – California Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
