Bilim AKINSOFT 15 Eylül 2021 (0) (69)

Şeker katkılı lityum sülfür pil

Şeker katkılı lityum sülfür pil, 5 kat daha fazla kapasite vaat ediyor.

Bilim insanları, uzun vadeli istikrar için şekere dayanan yeni bir tür yüksek kapasiteli pil mimarisi sergiledi.

Yeni nesil piller için takip edilen birçok heyecan verici arasında lityum-kükürt, günümüzün lityum-iyon çözümlerinden beş kat daha fazla enerji depolama yeteneği sayesinde önemli bir potansiyele sahip. Avustralya bilim insanları bu umut verici mimaride doğal kararlılık sorunlarını ele almak için şeker eklemeyi içeren yeni bir tasarım geliştirdi. Bu, deney hücrelerinin 1.000’den fazla döngü boyunca ilerlemesini sağlayan bir hareket.

Lityum sülfür pillerin vaat ettiği yüksek kapasite, bilim insanlarının ana akım uygulamalardan yararlanmak için çok çalıştığı konulardan biri ve kararlılıklarıyla ilgili sorunlar nedeniyle bu konuda geride kalındı. Çünkü pilin pozitif kükürt elektrodu şarj sırasında genişleyip büzüştüğü için önemli bir strese maruz kalır ve hızla bozulur. Bu arada negatif elektrot, kükürt bileşikleri ile kirlenir.

Geçen yıl, Melbourne’deki Monash Üniversitesi’nde pil araştırmacılarından oluşan bir ekip, bu sorunun bir kısmına bir çözüm buldu. Bilim insanları, kükürt parçacıklarının etrafında ekstra boşluk yaratan özel bir bağlayıcı ajan geliştirdiler, bu da şarj sırasında güvenli bir şekilde genişlemek için daha fazla alana sahip oldukları anlamına geliyor. Bunun sonucu, 200 döngüden fazla dayanabilen yüksek kapasiteli bir lityum-kükürt pildi.

Şimdi bilim insanları, negatif lityum elektrotun etkili bir şekilde kükürt tarafından boğulduğu denklemin diğer tarafını hedef aldılar. Bu buluş, şeker bazlı bazı maddelerin sülfitler arasındaki güçlü bağları kolaylaştırarak jeolojik çökeltilerdeki bozulmayı nasıl engelleyebileceğini gösteren 1988 tarihli bir araştırmadan kaynaklanıyor.

Amaç, polisülfit adı verilen kükürt zincirlerinin pozitif elektrottan salınmasını önlemek için bunu bir lityum-kükürt pile uygulamaktı. Ekip, elektrotun ağ benzeri mimarisine, bağlayıcı görevi gören ve sinir bozucu polisülfitlerin davranışını düzenlemeye yardımcı olan ağ benzeri mikro yapılar oluşturan şeker bazlı bir katkı maddesi ekledi. Şeker katkı maddesini taşıyan deneysel bir hücre, 1000 döngü boyunca korunan gram başına yaklaşık 700 mAh kapasite gösterdi.

Çalışma ekibinden Yingyi Huang, “Böylece her şarj daha uzun süre dayanır, pilin ömrünü uzatır. Ayrıca pillerin üretimi egzotik, zehirli ve pahalı malzemeler gerektirmiyor.” diyor.

Lityum sülfür pillerin akıllı telefonlarda ve elektrikli araçlarda çalıştırılmasından önce hala çözülmesi gereken bazı pürüzler var ancak umut, bu pillerin çok daha uzun süreler boyunca veya çok daha uzak mesafelerde kullanılmalarını sağlayacak olmalarında.

Araştırmacılar, teknolojilerinin günümüzün lityum pillerinin enerjisini iki ila beş kat daha fazla depolama potansiyeline sahip olduğunu ve bu yeni çalışma ile gerçek dünyada kullanımına yönelik önemli bir adım attıklarını söylüyorlar.

Konuya ilişkin olarak yazar Dr Mahdokht Shaibani ise “Pilin katot tarafındaki zorluklarının çoğu ekibimiz tarafından çözülmüş olsa da bu umut verici teknolojinin büyük ölçekli olarak alınmasını sağlamak için lityum metal anotun korunmasında daha fazla yeniliğe ihtiyaç var” diyor.

Benzer Yazılar