Reklamlar
Dizüstü bilgisayarlar ve cep telefonları gibi çeşitli elektronik cihazlarda kullandığımız yeniden doldurulabilir piller günümüzde daha çok lityum-iyon tabanlı olarak üretiliyor. Ancak teknolojide daha iyisini bulma çabası hiç bitmiyor.
Araştırmacılar nanoteknolojiyi lityum-iyon pillerin geliştirilmesinde kullanmanın bir yolunu buldular. Buldukları yöntemle piller aynı ağırlıkta daha fazla enerji depolayabilecek ya da belirli bir enerji miktarı daha hafif pillerle sağlanabilecek.
Böylece cep telefonları gibi taşınabilir elektronik cihazların küçülebileceği ve elektrikle çalışan arabaların menzilinin arttırılabileceği düşünülüyor.
Günümüzde kullanılan yeniden doldurulabilir pillerde artı yüklü lityum iyonları karbon tabanlı anotta depolanıyor ve bu iyonların katoda akarak enerji açığa çıkmasıyla pil boşalıyor.
Karbon, hafif ve pillerde defalarca yeniden doldurulup boşaltılmaya dayanıklı bir madde. Ancak her lityum iyonun tutulması için yaklaşık altı karbon atomu gerekiyor.
Bir süredir araştırmacılar anotları kristalize silikondan imal etmeye çalışıyorlar, çünkü her silikon atomu yaklaşık dört lityum atomu tutabiliyor. Bu özellik silikona çok daha fazla enerji depolama imkânı veriyor. 2007’de Stanford Üniversitesi’nden malzeme bilimci Yi Cui liderliğindeki bir ekip tam da bunu gerçekleştirdi. Ekip, kristalize silikon nanokabloları yeterince incelterek, parçalanmadan genişleyip daralabilecek hale getirdi ve böylece bu maddeden anot üretilebildi.
Oluşturulan pil geleneksel pillerin on katı enerji depolayabiliyordu, ancak tekrar tekrar doldurulup boşaltılması pilin tükenmesine neden oluyordu. Sorun, kristalize maddenin kırılarak pilin yeniden doldurulabilmesini engellemesiydi. Cui’nin ekibi son çalışmasında hassas silikon nanokabloları amorf silikonla kaplanmış karbon nanoliflerle değiştirdi.
Karbon çekirdeğin doğal kararlılığı sayesinde araştırmacılar amorf silikonu tamamen lityum iyonlarla yükleyebildiler.
Neticede karbon-silikon karışımı anotların geleneksel karbon anotların altı katı kadar enerji depolayabildiği ortaya çıktı. Diğer yandan bu yeni anotların önünde halen aşılması gereken engeller var. Anodun diğer pil parçalarıyla uyum sağlaması, maliyet, karalılık ve hızlı dolum konusunda yeterliliğini kanıtlaması gerekiyor.
Beklenen sonuçlar alınırsa piller hafifleyebilecek ya da aynı ağırlıkta yaklaşık % 50 daha fazla enerji depolayabilecek. Bu sonuçlar özellikle elektrikle çalışan arabalar için kilometre taşı olabilir.
Reklamlar :
