Yurt Dışındaki Türk Bilim Adamları, Atık Cam Şişelerden Yüksek Performanslı Piller Geliştirdiler. Araştırmacılar, cam şişeleri, elektrikli araçlar ve kişisel elektronikler için yüksek performanslı lityum-iyon pillere dönüştürüyorlar.
Kaliforniya Üniversitesi, Riverside’daki Bourns Mühendislik Fakültesi’ndeki araştırmacılar, yüksek performanslı lityum iyon piller için nanosilikon anotlar oluşturmak için atık cam şişeleri ve düşük maliyetli bir kimyasal süreci kullandı. Piller, elektrikli araçlar ve plug-in hibrid elektrikli araçlarda alternatif ürün aralığını genişletecek ve cep telefonları ve dizüstü bilgisayarlar gibi kişisel elektronikler için daha az ücretle daha fazla güç sağlayacak.
“Silicon Derived from Glass Bottles as Anode Materials for Lithium Ion Full Cell Batteries” başlıklı araştırma, Nature dergisi Scientific Reports’da yayınlandı.
Makine mühendisliği profesörü Cengiz Özkan ve elektrik mühendisliği profesörü Mihri Özkan projeye öncülük etti.
Bugünkü geri dönüşüm programlarıyla, milyarlarca cam şişe her yıl depolama alanlarına giriyor ve araştırmacılara atık içecek şişelerindeki silikon dioksitin lityum iyon piller için yüksek saflıkta silikon nanopartikül sağlayıp sağlayamayacağını sorguluyor.
A) Nano-Si için mevcut sentez yollarını gösteren akış şeması, cam şişelerden sentez yöntemi dahil. (B) Toplanmış bir içecek cam şişesi. (C) (soldan sağa) camlar, öğütülmüş cam ve gSi tozu şişeleri. (D) NaCl’yi ısı tutucu olarak kullanarak Mg indirgeme sürecinin şeması.Silikon anotlar, geleneksel grafit anodlara göre 10 kat daha fazla enerji depolayabilir, ancak şarj ve deşarj sırasında genleşme ve büzülme onları dengesiz yapar. Nano ölçeğe indirgenen silikonun bu sorunu azalttığı gösterildi ve araştırmacılar, saf bir silisyum dioksit ve düşük maliyetli bir kimyasal reaksiyonun bir araya getirilmesiyle neredeyse geleneksel grafit anodlara göre dört kat daha fazla enerji depolayan lityum iyon yarı hücreli piller ürettiler.
Ekip, anotları oluşturmak için, cam şişeleri ezip öğüterek ince beyaz bir güç haline getiren üç aşamalı bir süreç kullandı. Silisyum dioksiti nanokristalin silikona dönüştürmek için magnezyotermik bir indirgeme, kararlılık ve enerji depolama özelliklerini geliştirmek için silikon nanopartiküllerin karbon ile kaplanması.
Beklendiği gibi, cam şişe bazlı silikon anotlar kullanılarak yapılan madeni para pilleri, laboratuar testlerinde geleneksel pillerden çok daha iyi performans gösterdi. Karbon kaplı cam türevli silikon (gSi@C) elektrotları 400 devirden sonra C / 2 hızında ~ 1420 mAh / g kapasiteli mükemmel elektrokimyasal performans sergiledi.
Araştırma ekibinden Changling Li, bir cam şişe, 5 paket pil için yeterli nanosilikon sağladığını ve gelecek nesil lityum iyon piller için çok umut vadeden adaylara sahibiz diyor.
Bu araştırma, Mihri Özkan ve Cengiz Özkan’ın liderliğinde çevre dostu malzemelerden lityum-iyon pil anotları üretmek için başlattığı bir dizi projenin son örneği. Önceki araştırma alanları, portabella mantarı, kum ve diatomlu (fosil açısından zengin) topraktan anodların geliştirilmesi ve test edilmesine üzerine idi.
Makaleye Ulaşmak İçin : https://www.nature.com/articles/s41598-017-01086-8
Kaynak : Sciencedaily
