Skip to content Skip to navigation

Lityum İyon Bataryalara Rakip Çıktı

Dr. Mahir E. Ocak
12/03/2020 - 17:43

Rensselaer Politeknik Enstitüsünde çalışan bir grup araştırmacı, lityum iyon bataryalara rakip olarak görülen metal bataryaların geliştirilmesinin önündeki en önemi sorunlardan birine çözüm buldu. Dr. Prateek Hundekar ve arkadaşları tarafından yapılan araştırma ile ilgili makale Proceedings of the National Academy of Sciences (USA)’da yayımlandı.

Bataryaların iki elektrodu vardır: artı yüklü katot ve eksi yüklü anot. Tipik bir lityum iyon bataryada katotta kobalt oksit, anotta ise petrol koku (ham petrolün rafine edilmesi sırasında oluşan siyah renkli katı bir yan ürün) bulunur. Bataryanın çalışması sırasında artı yüklü lityum iyonları bu iki elektrot arasında hareket eder.

Bir lityum iyon bataryada, lityum metalini potasyum metaliyle değiştirirseniz bataryanın performansı çok azalır. Çünkü potasyum, lityuma göre daha ağır ve daha büyük bir element olduğu için enerji yoğunluğu düşer. Araştırmacılar, bu sorunla karşılaşmamak için anottaki petrol kokunu da potasyum metaliyle değiştirmişler.

Her ne kadar lityumun ve anottaki petrol kokunun potasyumla değiştirilmesi bataryanın performansında önemli bir değişime neden olmasa da bu tür metal bataryalarla ilgili önemli bir sorun var: dentrit oluşumu. Anot ve katot arasında gidip gelen metal iyonları her zaman anota düzenli bir biçimde tutunmaz. Zamanla dentrit olarak adlandırılan uzantılar oluşmaya başlar. Eğer dentritler aşırı derecede uzarsa anot ile katodu birbirinden ayıran yalıtkan zarı delebilir ve bataryanın kısa devre yapmasına sebep olabilir. Batarya kısa devre yaptığında ortaya çıkan ısı yangınlara bile sebep olabilir.

Araştırmacılar dentritlerin oluşumunu engellemek için ilginç bir çözüm bulmuşlar: bataryanın daha hızlı şarj-deşarj olmasını sağlamak. Normal şartlar altında, bataryanın ömrünü kısalttığı için şarj-deşarj döngüsünün daha hızlı olması istenmeyen bir durumdur. Ancak döngünün daha hızlı gerçekleşmesi, çalışma sırasında bataryanın az da olsa ısınmasına sebep oluyor. Bu ısı anottaki potasyumu eritecek kadar yüksek olmasa da dentritlerin ucundaki potasyum atomlarının dağılmasına sebep oluyor. Böylece dentritlerin aşırı uzayarak kısa devreye sebep olması engelleniyor.

Araştırma ekibinin lideri Prof. Dr. Nikhil Koratkar, ısı ile dentritlerin giderilmesini kar fırtınalarından sonra rüzgâr ve Güneş’in kar birikintilerini eritip düzleştirmesine benzetiyor.  

İlgili İçerikler

Teknoloji

Vecnos tahta kalemi boyutlarında, 360 derece görüş alanına sahip bir kamera geliştirdi. Çevrenizdeki her şeyi tek kareye sığdırabilen bu kamera sayesinde artık paylaştığınız fotoğraflara ve videolara yeni bir bakış açısı getirebilirsiniz.

Teknoloji

Bilim Genç olarak mart ayında objektiflerinizi çevrenizdeki teknolojik aletlere odaklamanızı istiyoruz. Fotoğrafınızı Bilim Genç’te paylaşırken açıklama bölümüne #Teknoloji etiketini eklemeyi unutmayın.

Teknoloji

Sinemada Rönesans (yeniden doğuş) dönemi olarak adlandırılan 1970’li yıllarda, sinema tarihine damgasını vuran filmler vizyona girdi. Bu dönemdeki teknolojik buluşlar, görsel efekt tasarımı alanında yeni tekniklerin ve yöntemlerin geliştirilmesine imkân sağladı.

Teknoloji

Dünyanın en büyük havacılık festivallerinden biri olan TEKNOFEST’in teknoloji yarışmalarının başvuruları başladı. 23 farklı kategoride düzenlenecek yarışmalar için son başvuru tarihi 28 Şubat.

Teknoloji

Haberleşme sistemleri alanında uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmaları sebebiyle TÜBİTAK 2019 yılı Bilim Ödülü’ne layık görülen Prof. Dr. Erdal Arıkan ile 5G teknolojisi ve “kutupsal kodlama” ile ilgili bir söyleşi gerçekleştirdik.

Teknoloji

Vermont ve Thuft üniversitelerinde çalışan bir grup araştırmacı kurbağa embriyolarından alınan kök hücreleri kullanarak canlı robotlar üretti. Dr. Sam Kriegman ve arkadaşları tarafından yapılan araştırma ile ilgili makale Proceedings of The National Academy of Sciences (USA)’da yayımlandı.

Teknoloji

16. TÜBİTAK Efficiency Challenge Elektrikli Araç Yarışları başvuruları başladı. Başvurular 2 Mart’a kadar devam edecek ve bu yıldan itibaren challenge.tubitak.gov.tr adresinden çevrimiçi olarak yapılacak.

Teknoloji

Günümüzün en dikkat çekici teknolojik gelişme alanlarından biri otonom sürüş teknolojileri. Bu dönemde geliştirilen otonom araçların öndeki araçla mesafeyi uygun değerde sabit tutmak, bulunulan şeridi takip etmek gibi işlevleri yerine getirmesi bekleniyor. 

Teknoloji

2020’de ismini en çok duyacağımız gökcismi muhtemelen Mars olacak. Mars’ın yüzeyine araç indirmeyi planlayan çeşitli uzay ajansları var. NASA, Mars 2020 aracıyla gezegenin yüzeyinden taş örnekleri toplamayı ve daha sonraları yapılması planlanan başka bir görevle de bu örnekleri Dünya’ya getirmeyi planlıyor.

Teknoloji

Elon Musk ağustos ayında Tesla elektrikli araçların bataryalarının 1,5 milyon kilometreden fazla dayanabileceğini söylemişti. Kanada’daki Dalhousie Üniversitesinde çalışan araştırmacıların geliştirdiği lityum iyon batarya teknolojisi 20 yıldan ya da 1,5 milyon kilometreden fazla sorunsuz çalışabiliyor.