Bilim insanları, kendi kendini onaran bataryaların elektrikli araçların menzilini ve kullanım ömrünü artırmada kilit bir rol oynayacağını belirtiyor.
Avrupa merkezli bir araştırma projesi, çevre dostu ve yüksek enerji yoğunluğuna sahip yeni bir batarya geliştirmeyi amaçlıyor. Araştırmacılar, batarya hücrelerinde meydana gelen hasarı kendiliğinden onaran özel bir “süper yapıştırıcı” geliştirdiklerini açıkladı.
Bu yeni batarya, özel bir katot ve anot kimyasının yanı sıra, her ikisini de koruyan yenilikçi bir elektrolit türüne sahip. Geleneksel lityum-iyon bataryalardan daha kararlı olduğu ve daha uzun menzil sağladığı belirtiliyor.
Kendini Onaran Bataryalarda Tasarım ve Kimyasal Yapı
Projeyi yürüten Norveçli endüstri ve teknoloji araştırma kuruluşu SINTEF, yeni geliştirdikleri bu batarya tasarımını “sandviç” benzetmesiyle anlatıyor. Bu tasarımda üstte katot, altta anot yer alırken, arada ise ayırıcılar (separatör) ve özel bağlayıcı malzemeler var.
Yeni bataryanın katodu, lityum-nikel-mangan oksit bazlı bir yapıya sahip. Bu katot, geleneksel bataryalarda bulunan kobalt içermiyor ve daha düşük oranda nikel ve lityum kullanıyor. SINTEF araştırmacısı Nils Peter Wagner’a göre bu kimyasal bileşim, daha yüksek ortalama voltaj sağlayarak şarj sürelerini kısaltıyor ve performansı artırıyor. Ayrıca bu katot, daha kompakt boyutlara daha fazla enerji depolama kapasitesi sağlıyor.
Anot tarafında ise silikon-grafit kompozit bir yapı tercih edilmiş. Son yıllarda silikon anotlar, grafit bazlı anotların verimsizliklerini gidermek için popüler hale geldi. Amerikan şirketlerinden Amprius, Group14 ve Sila Nanotechnologies gibi firmalar da silikon anot üzerinde çalışmalar yapıyor. Silikonun şarj ve deşarj sırasında genleşmesi dezavantajını, grafitle oluşturulan bu kompozit yapı ortadan kaldırıyor.
Bataryanın kendi kendini onarma özelliğini sağlayan “süper yapıştırıcı” ise, hücrelerdeki küçük hasarları otomatik olarak tamir ediyor. Bu madde, aktif parçacıkları bir arada tutan bağlayıcılar ve kısa devreyi önleyen ayırıcılar şeklinde işlev görüyor. SINTEF, ilk nesil prototip elektrolitin geliştirme aşamasını tamamladı ve şu anda ikinci nesil hücrelerin geliştirilmesine odaklanıyor.
Araştırma ekibinin nihai hedefi, bu teknolojiyi ticari olarak piyasaya sürmek. Şu anda üretimi ölçeklendirmek için çalışmaların sürdüğü belirtiliyor. Laboratuvar ortamındaki yenilikleri seri üretime taşımak her zaman zorlu bir süreç olduğundan, bu teknolojinin ticari anlamda nasıl hayata geçeceği merak konusu.
LG Energy Solution Kuzey Amerika Başkanı ve Baş Strateji Sorumlusu Bob Lee’nin belirttiği gibi, “Asıl teknoloji üretim sürecinin kendisidir. Büyük alanlarda, yüksek hacimlerde ve tekdüze bir şekilde üretim yapabilmek işin püf noktasıdır.” Bu doğrultuda, SINTEF’in kendi kendini onaran bataryalarının seri üretime geçmesi ve gerçek dünya uygulamalarına ulaşması için daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulacak gibi görünüyor.
