Elektrikli araçlar için her şeyi değiştirecek adım

Bilim insanları, bataryaların sadece birkaç dakika içinde şarj olmasına imkan tanıyabilecek yeni ve büyük atılımlar gerçekleştirdi. Batarya kimyası ve tasarımlarındaki yeni buluşlar, 5 dakikada (piyasadaki tüm bataryalardan daha hızlı) şarj olabilen ve aynı zamanda uzun süre kullanıldıklarında stabil kalabilen bataryalar üretilmesini sağlıyor. Araştırmacılar bu büyük atılımların elektrikli araçların daha yaygın şekilde benimsenmesine katkı sunmasını umuyor. Bu katkılar arasında elektrikli araçların daha ucuz hale getirilmesi ve söz konusu teknolojinin daha sürdürülebilir olan diğer kullanımlarının geliştirilmesi de var.

Cornell Üniversitesi'nde gerçekleştirilen projede, çoğunlukla ekran ve güneş panellerine kaplama üretmek için kullanılan indiyum malzemesinin, hızlı şarj olan ve depolarını koruyan pillere de imkan tanıyacağı bulundu. İndiyum, bataryanın hızlı şarj olmasını ancak şarjını kaybetmemesini sağlayan özel bir bileşime sahip.

Bilim insanları, Joule akademik dergisinde yayımlanan "Fast-Charge, Long-Duration Storage in Lithium Batteries" (Lityum Bataryalarda Hızlı Şarj, Uzun Süreli Depolama) başlıklı yeni makalelerinde, yeni bulgunun, özellikle yollara yerleştirilmiş şarj gibi diğer teknolojilerle karşılaştırıldığında pilleri daha küçük ve verimli hale getirebileceğini öne sürüyor. Bununla birlikte daha fazla çalışma yapılması gerektiğini belirtiyorlar: İndiyum ağır, dolayısıyla aynı özelliklerden bazılarına sahip ancak hafif bir başka malzeme bulmak daha iyi olabilir.

Independent’ın haberine göre hızlı şarj olan bataryalar, elektrikli otomobiller de dahil çok çeşitli endüstrileri dönüştürebilir. Pek çok sürücü menzil kaygısı, yani bataryalarının ne kadar dayanacağı korkusunu yaşadığını bildiriyor ve bu kaygı bu tür araçların şarj edilmesinin araç şarjdayken uzun süre beklemek anlamına gelebileceği gerçeğiyle daha da artıyor.

Projeyi yöneten Cornell Mühendislik Fakültesi Dekanı ve mühendislik profesörü Lynden Archer, "Menzil kaygısı, ulaşımda elektriğe geçişin önündeki maliyet ve bataryaların kapasitesi gibi diğer engellerden daha büyük bir engel ve makul elektrot tasarımları kullanarak bunu ortadan kaldıracak bir yol belirledik" dedi.

Dolayısıyla, şarj işlemini hızlandırmak için çok çeşitli projeler yürütülüyor. Cornell'deki yeni araştırma, ABD Enerji Bakanlığı'nın Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'ndan mühendislerin bataryaların şarj edilme hızını önemli ölçüde artıran başka bir yenilik bulmasıyla aynı zamana denk geldi.

KALSİYUM NİTRAT EKLENDİ

Araştırmacılar, pilin bir kısmına kalsiyum nitrat adlı bileşiğin eklenmesinin, lityum metal pillerin şarj oranını önemli ölçüde artırdığını ve aynı zamanda uzun bir yaşam döngüsüne sahip olmalarını sağladığını buldu.

Bu buluşun arkasındaki ekip, kilogram başına 500 vat-saat (mevcut olanın iki katından fazla) enerji yoğunluğuna sahip piller geliştirmek isteyen laboratuvar ve üniversitelerden oluşan işbirliği Battery500 Konsorsiyumu'nun bir parçası.

Bu, günümüzde kullanılanlar gibi lityum-iyon pillerle mümkün olmayacak. Bunun yerine bilim insanları lityum metal piller kullanmak zorunda kalacak. Fakat göründüğü kadarıyla lityum metal piller, hızlı şarj ve uzun ömürlü olabilecek bataryalar arasında seçim yapılması gibi önemli sorunlara sahip.

Bu piller üzerine yapılan yeni çalışma, "An inorganic-rich but LiF-free interphase for fast charging and long cycle life lithium metal batteries" (Hızlı şarj olan ve uzun ömürlü lityum metal piller için inorganik açıdan zengin ancak LiF içermeyen bir ara faz), yakın zamanda Nature Communications akademik dergisinde yayımlandı.