Elektrikli otomobiller için daha verimli pillerle ilgili yapılan araştırma miktarı, otomobil dünyasındaki talebin ne kadar yüksek olduğunun en açık göstergesidir. Bu konudaki girişimlerin sonuncusu ve en etkileyicisi olanı, şarj sürelerini büyük ölçüde hızlandırırken bir pilin menzilini iki kat artırabilen yeni bir silikon anot malzemedir.
Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KIST) ve baş araştırmacı Dr. Hun-Gi Jung, pil kapasitesini dört katına çıkarabilecek silikon anot malzemelerinin geliştirildiğini açıkladı. Elektrikli araçlar için akülere uygulandığında, yeni malzemelerin sürüş menzilini iki katından fazla artırması bekleniyor.
Hali hazırda seri üretilen elektrikli araçların akülerinde grafit anot malzemeleri kullanılmakta olup düşük kapasiteleri, elektrikli araçların içten yanmalı araçlardan daha kısa bir sürüş mesafesine sahip olmasını sağlar. Sonuç olarak, grafitten 10 kat daha fazla enerji depolama kapasitesine sahip silikon, uzun menzilli elektrikli araçların geliştirilmesi için yeni nesil anot malzemesi olarak dikkat çekti. Silikon, pil üretimi endüstrisi için yeni bir malzeme değildir. Grafitten çok daha fazla enerji depolama kapasitesine sahiptir, ancak grafitten çok daha az kararlıdır. Yani hacimleri hızla genişlemekte ve şarj-deşarj döngüleri sırasında depolama kapasitesi, pil ömrü önemli ölçüde azalmaktadır. Bu da ticarileşmeyi sınırlamaktadır. Bir anot malzemesi olarak silikonun kararlılığını arttırmak için bir dizi yöntem önerilmiştir. Ancak bu yöntemlerin maliyeti ve karmaşıklığı, silikonun grafitin yerini almasını engellemiştir.
Silisyumun kararlılığını arttırmak için Dr. Jung ve ekibi günlük yaşamda kullandığımız su, yağ ve nişasta gibi malzemeleri kullanmayı tercih etti. Sırasıyla nişasta ve silikonu, su ve yağ içerisinde karıştırarak çözünmesini sağladıktan sonra üretecekleri karbon- silikon kompozitlerdeki silikon anot malzemesinin şarj-deşarj döngüleri sırasında genişlemesini önlemek amacıyla ısıl işlem uygulayarak istenen sonuca ulaştılar.
Üretilen yeni malzeme, grafit anotların enerji depolama kapasitesinin dört katını göstermiş ve 500 döngü boyunca kararlılığını ispatlamıştır. Ayrıca bu malzemeler, pillerin sadece beş dakika içinde % 80′ den fazla kapasiteye kadar şarj olmasını sağlamıştır.
KIST ekibinin baş araştırmacısı Dr. Jung, “Günlük materyaller, reaktörsüz basit karıştırma ve termal işlemler kullanarak karbon-silikon kompozit malzemeler geliştirebildik” dedi. “Benimsediğimiz basit süreçler ve geliştirdiğimiz mükemmel özelliklere sahip kompozitlerin ticarileştirilmesi ve seri üretime geçilmesi muhtemeldir. Kompozitler, elektrikli araçlar ve enerji depolama sistemlerine uygun bir biçimde lityum iyon pillere uygulanabilir. ”
Sonuç olarak bu ekibin uzun uğraşlar ve yoğun ar-ge çalışmaları sonucu ürettikleri malzemenin elektrik enerjisi depolamada yeni bir dönem başlatıkları ve bu sayede içten yanmalı motorların yerini kısa bir süre içinde elektrikli motorların alacağı bariz görülmektedir. Ülkemizde ve dünyada buna benzer ar-ge çalışmaları sonucu karbon emisyonu yüksek olan araç sayısında düşüş bekliyor ve teknolojide çevreci adımların atılmasını umuyoruz.
Yazarlar: Furkan Varol TAVRAK
Halil İbrahim KALENDER
Düzenleyen:Esra Şahin
Yazar
