Geleceğin Pil Teknolojisi:
Karbon Nanotüp Film

Pil teknolojisi ve nanoteknoloji üzerine çalışma yapan bilim insanları, pillerin enerji kapasitesini arttırmak için yeni bir malzeme keşfetti. Karbon nanotüp film olarak adlandırılan bu malzeme batarya ömrünü uzatabilecek. Detaylar haberimizde.

A- A+

22.11.2018 tarihli yazı 9776 kez okunmuştur.

Pil Nanoteknoloji Batarya Enerji Depolama

Dentridler lityum anotların ince liflerinin elektrolit içerisine yayılmasıdır. Bunlar bir pil şarjı ile oluşur ve kapasitelerini hızlı bir şekilde düşürürler. Bilim insanları, dendritleri yok etme girişimlerinde neredeyse her açıdan sona yaklaşıyorlar. Rice Üniversitesi'nden araştırmacılar, pilin tasarımında ince bir karbon nanotüp filmi üzerine çalışıyorlar ve dendritleri bastırma prensibi ile gelecek vaat eden bir çözümü açıkladılar.

Dendritler, pilin ayırıcısını delebilecek ve kısa devreye neden olabilecek, bazen de pilin tutuşmasına neden olabilecek keskin iğne benzeri yapılar haline gelebilir. Büyümelerini kısıtlamanın bir yolu ise, pilin şarj oranını sınırlamaktır. Lityum-metal piller daha hızlı şarj süreleri ve günümüzde yaygın olarak kullanılan lityum-iyon pillerin kapasitesinin 10 katına kadar ulaşabilmektedir. Bundan dolayı bilim insanları problemi şarj oranını sınırlamadan çözmek istediler.

►İlginizi Çekebilir: En Güçlü, En Büyük Bataryalar

Daha önceleri dendrit büyümesini sınırlamak için kevlar nanofiberleri ya da tamamen yeni tür elektrolitlerin potansiyelini kullanarak birçok deney yapıldı. Bu deneylerin yanında geçen yıl Rice Üniversitesi’nden araştırmacılar, daha hızlı şarj süresine sahip olan ve dendrit oluşumuna karşı yüksek direnç gösteren asfalttan yapılmış bir lityum metal pil geliştirdiler. Aynı ekip, karbon nanotüplerden oluşan bir filmi pilde kullanılabilir hale getirerek bir adım daha attı. Bu film, pilin lityum metal anodunu kaplayarak dendritleri daha etkili bir şekilde bastırmak için kullanılır. Ayrıca, film anottan lityum iyonlarını emer ve şarj etme sırasında dağıtır, bu süreç şarj hızını etkilemez.

Araştırmacı Rodrigo Salvatierra yaptığı açıklamada, karbon nanotüp filminin rolünü "Dendrit içermeyen düzgün bir lityum tabakası oluşturmaya yardımcı olarak lityum birikimini dağıtmaktır. Bu anlamda, karbon nanotüp, bu pillerin şarj oranlarını sınırlamıyor ve hem şarj hem de deşarj için yüksek oranlar uygulanabiliyor." şeklinde açıkladı. Rice araştırmacıları, bu yeni bileşenin geçen yıl geliştirdikleri asfalt-lityum metal pile entegre edilmesi sırasında filmin 580 şarj döngüsü boyunca dendrit büyümesini engellediğini buldular. Bu süre zarfında, batarya hücreleri, coulomb veriminin %99,8’ni korudu. Salvatierra “Bu film, birçok açıdan asfalt parçacıklarından farklı şekilde çalışıyor” diyor ve süreci “İlk olarak, katı bir lityum metal folyoyu değiştirmek için ince bir karbon nanotüp filmi kullanıyoruz. Böylece lityum metal folyo ve karbon nanotüp film bir pile girmek için hazır hale geliyor.” sözleriyle anlatıyor.

►İlginizi Çekebilir: Dünyamızı Değiştirebilecek 7 İnovatif Malzeme

Salvatierra sonuç olarak, bu yeni anodun piyasada satılan versiyonlardan üç ila beş kat daha fazla şarj edilebileceğini söyledi. Tam şarjlı bir versiyonun ihmal edilebilecek kayıplarla birlikte bir ay boyunca depolanabileceğini ve bunun da uzun vadeli kullanım için iyi bir performans sergilediğini söyledi.

Kaynak:

►Newatlas