Lityum Piller İçin Turboşarj Artık Mümkün Olabilir. Bir grup malzeme araştırmacısı, lityum pillerdeki elektrotlar için özellikle uygun bir kompozit malzeme üretmeyi başardı. Elde edilen nanokompozit malzeme, pillerin depolama kapasitesini, ömrünü ve bunların şarj hızını önemli ölçüde artırmaya yardımcı olabilir.
Lityum-iyon piller, cep telefonları, tablet cihazları ve elektrikli araçlar için vazgeçilmez bir malzemedir. Depolama kapasiteleri ve güç yoğunluğu diğer şarj edilebilir pil sistemlerinden çok daha üstündür. Bununla birlikte, yapılan tüm ilerlemelere rağmen, akıllı telefon pillerinin şarjı sadece bir gün sürmekte ve elektrikli araçların şarj edilmesi için saatlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bilim adamları bu nedenle, pillerin güç yoğunluklarını ve şarj oranlarını iyileştirmek için yeni yollar üzerinde çalışıyorlar.
Enerji ve İklim Araştırmaları Enstitüsü’nden (IEK-1) Dina Fattakhova-Rohlfing, “Önemli bir faktör anot malzemesidir.”
Fattakhova-Rohlfing, “Prensip olarak, kalay dioksite dayanan anotlar daha yüksek özgül kapasitelere ulaşabilir ve bu nedenle şu anda kullanılan karbon anotlardan daha fazla enerji depolayabilirler. Daha fazla lityum iyonunu emebilme yetenekleri vardır. Saf kalay oksit, çok zayıf döngü stabilitesi sergiler. ( pillerin depolama kapasitesi sürekli olarak azalır ve sadece birkaç kez şarj edilebilir) Anotun hacmi her bir şarj ve deşarj döngüsü ile değişir ve bu da parçalanmasına yol açar” diyor.
Bu problemi çözmenin yolu, hibrit malzemeler veya nanomateryaller içeren nanokompozitlerdir. Bilim adamları, grafen taban tabakası ile uyumlu antimon ile zenginleştirilmiş kalay oksit nano tanecikleri içeren bir materyal geliştirdi. Grafen taban, malzemenin yapısal stabilitesine ve iletkenliğine yardımcı olur. Kalay oksit parçacıkları, üç milimetreden daha küçüktür. Parçacıkların küçük boyutu ve grafen tabakası ile iyi temas hacim değişikliklerine toleransını arttırır ve lityum hücre daha stabil hale gelir.
Bir saat içinde üç kat daha fazla enerji
Fattakhova-Rohlfing, “Nanoparçacıkların antimon ile zenginleştirilmesi, malzemenin son derece iletken olmasını sağlamakta. Bu, anotu çok daha hızlı hale getiriyor, geleneksel grafit anotlara kıyasla bir buçuk kat daha fazla enerji depolanabiliyor. 1 saatlik normal şarj süresi ile kıyaslandığında ise üç kat daha fazla enerji depolayabiliyor”.
Daha hızlı şarj döngüleri her zaman kapasitede hızlı bir düşüşe yol açar. Ancak, geliştirilen antimonla katkılı anotlar, 1000 çevrimden sonra bile orijinal kapasitelerinin % 77’sini korumayı başardı.
Nanokompozit anotlar kolay ve uygun maliyetli bir şekilde üretilebilir. Ve uygulanan kavramlar ayrıca lityum iyon piller için diğer anot malzemelerinin tasarımı için de kullanılabilir. Çalışmanın, enerji yoğunluğu ve çok kısa şarj süreleriyle birlikte lityum iyon pillerin geleceği açısından umut vaat ediyor.
Kaynak : sciencedaily
