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

Yapımına 2016 yılında başlanan TCG Anadolu, Türkiye’nin ilk çok maksatlı amfibi hücum gemisi.

Teknoloji

Bu sıcak yaz günlerinde serinlemenin en kolay yolu klimalı ortamlarda bulunmak. Giyilebilir teknolojiler sayesinde ise artık kendi klimanız gittiğiniz her yerde sizinle birlikte olabilir.

Teknoloji

Üç boyutlu yazıcılar günümüzde farklı alanlarda parça üretiminde kullanılıyor. Fakat bu süreçte bazı zorluklarla karşılaşılabiliyor.

Teknoloji

Bir grup araştırmacı esnek, renk değiştirebilen fotonik kristaller üretti. Isı, ışık, gerilme ya da diğer fiziksel ve kimyasal etkenlere maruz kaldıklarında renk değiştiren bu kristallerden çeşitli alanlarda sensör olarak faydalanılabilir.

Teknoloji

Kayıtlara geçmiş en eski mızrak MÖ. 40.000’lerde kullanılmış. Dolayısıyla savunma araçlarının da en az o kadar uzun bir tarihi olduğu söylenebilir.

Teknoloji

Uluslararası bir araştırma grubu, elektronik cihazları soğuturken atık ısıyı elektriğe dönüştürebilen bir hidrojel film geliştirdi.

Teknoloji

1930’lu yıllarda yaşadığınızı düşünün. Ailenize ya da bir arkadaşınıza mektup yazacaksınız. Dolma kalemi aldınız elinize ve başladınız yazmaya. Derken...

Teknoloji

ABD’den bir grup araştırmacı robotlar ve benzeri elektronik cihazların enerji ihtiyacına çare olabilecek bir tür “metal hava yiyici” (MAS) geliştirmişler.

Teknoloji

Son yıllarda ülkemizde sağlık, çevre, ulaşım gibi pek çok alanda kullanılmak üzere yerli ve millî teknolojiler geliştiriliyor.

Teknoloji

T.C. Ulaştırma ve Altyapı Bakanlığının önderliğinde Türkiye Cumhuriyeti Devlet Demiryolları, Türkiye Vagon Sanayii Anonim Şirketi ve ASELSAN iş birliği ile yürütülen çalışmalar sonucunda geliştirilen Millî Elektrikli Tren Seti’nde yakın zamanda test aşamasına gelindi.