Çinli Bilim İnsanları Aşırı Düşük Sıcaklıklarda Çalışabilen Bir Batarya Geliştirdiler

01 Mar 2018

lityum iyon pil çin

Çinli araştırmacılar, lityum iyon pillerin enerjiyi kullanma ve depolama yeteneklerinin çoğunu kaybettiği sıcaklıktan çok daha düşük bir sıcaklık olan eksi 70 santigrat derecede çalışabilen çevre dostu, organik bileşenli elektrotlu bir pil geliştirdiler. Çarşamba günü Joule dergisinde yayınlanan bulgular, dünyadaki en soğuk bölgelerde veya uzaydaki soğuk alanlarda kullanılması için teknoloji geliştiren mühendislere yardımcı olabilir.

Sıcaklık eksi 20 dereceye, düştüğü zaman önceki pillerin çoğu optimal seviyelerinin sadece yüzde 50'si düzeyinde performans gösteriyorlar; sıcaklık eksi 40 dereceye kadar düştüğü zaman ise lityum iyon piller oda sıcaklığında gösterdikleri performansın yalnızca yüzde 12'sine sahip olabiliyorlar. Sıcaklıkların eksi 157 santigrat dereceye düştüğü uzayda veya sıcaklıkların eksi 50 santigrat derecenin altına düştüğü Kanada ve Rusya'nın bir bölümünde mevcut pillerin performansında ciddi bir şekilde azalma meydana geliyor.

Çinli bilim insanları diğer pillerin başarısız olabileceği yerlerde bile çalışabilecek bir tasarım geliştirdiler. Fudan Üniversitesi'nden batarya araştırmacısı Xia Yongyao, yaptığı açıklamada “Elektrolitin (elektrodlar arasında iyon taşıyan kimyasal madde) ve elektrotların (pozitif yüklü katot ve negatif yüklü anot) pil performansı üzerinde büyük etkisi olduğu iyi bilinmektedir” dedi. Ancak soğuk ortamlarda lityum iyon pillerin sıkça kullandığı geleneksel elektrolitler yavaşlar ve elektrolitin ara yüzeyinde oluşan elektrokimyasal reaksiyonların devam etmesi zorlaşır.

Xia'nın ekibi, düşük bir donma noktasına sahip etil asetat bazlı bir elektrolit kullanarak son derece düşük sıcaklıklarda bile bir şarj işlemi yapan bir teknoloji geliştirdiler. Bu teknolojinin dayandığı organik maddeler geleneksel lityum iyon pillerdeki aktarım metali içeren elektrot malzemeleri ile karşılaştırıldığında, bol, ucuz ve çevre dostu.

Xia’nın tahminine organik elektrot malzemesinin fiyatı Lityum iyon pilin elektrot fiyatının yaklaşık üçte bir oranında olacak. Bu da daha ucuz, daha kullanışlı ve çevreci bir teknolojinin mevcut batarya teknolojinsin yerine geçebileceğini gösteriyor. Bununla birlikte, yeni pil teknolojisi hala laboratuar çalışması aşamasında bulunuyor ve ünite kütlesi başına enerji düzeyi lityum-iyon pillere kıyasla hala düşük olduğu için ticari kullanıma sunulmadan önce iyileştirilmesi gerekiyor.