Yapısal Bataryalar Elektrikli Araçların Geleceği mi?

Bu yıl ve geçtiğimiz yıl içerisinde elektrikli araçlarda büyük ilerlemeler kaydedildi. Bu ilerlemelerden bir kısmı da yapısal bataryalar üzerine. Peki yapısal bataryalar nedir, nasıl çalışıyorlar? Elektrikli araçların geleceği yapısal bataryalar diyebilir miyiz? Detaylar yazımızda.

A- A+

03.06.2021 tarihli yazı 5004 kez okunmuştur.

Elektrikli araçların yayılmasının önünde birçok neden var. Bu nedenlerden biri de şüphesiz araçların kısıtlı menzili. Şu anda en yüksek menzile sahip elektrikli araç yaklaşık olarak 480 km’lik bir menzil sunuyor. Bu menzil yeterli gibi görünse de yüz ölçümü büyük olan ülkeler için henüz istenilen seviyede değil.

Elektrikli araçların menzilini artırmak için üzerinde durulan seçenekler şunlardır:

► Daha yüksek kapasiteli bataryalar kullanmak.
► Aracın ağırlığını azaltmak.
► Bataryayı daha hızlı şarj etmenin yollarını bulmak (dolaylı bir yol).

Bu seçeneklerin yanında bu yıl üzerinde çokça ilerleme kaydedilmiş yapısal bataryalar da artık bir seçenek haline gelmekte.

Yapısal Bataryalar

Bataryalar, elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depolayan ve gerektiğinde bu enerjiyi elektrik enerjisi olarak geri veren cihazlardır. Batarya kapasitesinin artması demek o elektrikli cihazın daha uzun kullanım ömrü sunacağı demektir. Elektrikli araçlarda ise bu durum tam bir kısır döngü içerisindedir. Aracın menzilini artırmak için batarya kapasitesi artırılırsa bataryanın ağırlığı da artacağından aracın toplam ağırlığı artacaktır. Daha ağır olan araç aynı mesafe için artık daha fazla güce gereksinim duyacak ve bu yüzden bataryayı daha hızlı tüketecektir. Bu noktada bataryanın verimi önemlidir. Bataryanız ne kadar verimliyse ağırlık artışına rağmen o kadar fazla menzil kazanırsınız. Fakat asla artırdığınız batarya kapasitesini direkt olarak menzil olarak alamazsınız.

► İlginizi çekebilir: Tuz Bazlı Bataryalar ile Elektrikli Araçlar Yaygınlaşabilir

Bu durumdan sıyrılabilmek için yapısal bataryalar geliştiriliyor. Yapısal bataryalar araçta hem güç kaynağı olarak görev yaparken hem de aracın mekanik yapısına destek oluyorlar. Hem bir yapı elemanı hem de güç elemanı olarak görev gördüklerinden yapısal bataryalar aracın ağırlığını ekstra olarak artırmıyorlar bu nedenle kendilerine “ağırlıksız batarya” da denilmekte.

Yapısal Bataryaları Geliştirmek

Yapısal bataryalar hakkındaki ilgi çekici bir haberi bu yılın başlarında aldık. Chalmers Teknik Üniversitesi’nden araştırmacılar öncekilerden tam 10 kat daha iyi olduğunu iddia ettikleri yeni bir batarya duyurdu. Yayınladıkları makaleye göre araştırmacılar, bir elektrolit matrisinde karbon fiberden yapılmış negatif bir elektrot ve lityum demir fosfat kaplı alüminyum folyodan yapılmış bir pozitif elektrotu fiberglas bir kumaş ile ayırmış. Bu işlemin sonucunda da 24 Wh/kg enerji yoğunluğuna ve 25 GPa elastisite modülüne sahip bir yapısal batarya üretilmiş. Bu enerji yoğunluğu yaklaşık olarak Li-ion bataryaların %20’sine denk gelirken elastik modülü ise diğer yapısal malzemelerle karşılaştırılabilir kalmaktadır.

Araştırma şu anda İsveç Ulusal Uzay Ajansı tarafından finanse ediliyor ve gelişmeler ile devam ediyor. Araştırmacılar, alüminyum folyoyu karbon fiber ve fiberglas ayırıcıyı da daha ince bir varyantı ile değiştirmeyi planlıyor. Araştırmacılar bu değişikliklerle 75 Wh/kg enerji yoğunluğu ve 75 GPa elastisite modülü değerlerine ulaşabileceklerini tahmin ediyorlar.

Gerçek Dünyada Ağırlıksız Batarya

Formula 1’de yarışan ve kendi yarışlarını da düzenleyen Williams Advanced Engineering (WAE) de yapısal bataryalar ile yakından ilgilenen firmalardan. WAE bu ayın başında kendi elektrikli araç platformlarını üretmek için Italdesign ile anlaştıklarını duyurdu. Bu anlaşmanın merkezinde de WAE’nin ağırlık ve şasi sertliğinde mükemmel bir dengeyi sağlayabildiğini iddia ettikleri yapısal batarya teknolojileri yatıyor. WAE, yapısal bataryalarını ön ve arka şasi yapılarının karbon kompozit yapılara bağlayarak çalıştırıyor. Herhangi bir kaza anında ise bu çarpışma yükünün içerde bulunan güçlendirmeler ile entegre yan eşiklere aktarılacağı öngörülüyor.

► İlginizi çekebilir: Lityum Metal Batarya vs Lityum İyon Batarya

Yapısal bataryalar kendilerini kanıtlayabilirseler elektrikli araç teknolojisinde büyük bir adım olabilirler. Ağırlığın azalması ile kazanılacak menzil elektrikli araçların daha kolay yayılmasını sağlayacaktır. Hem teorinin gelişmesi hem de somut uygulamaların gün yüzüne çıkması ile yakında yapısal bataryalardan tekrar haber alabiliriz.

Kaynak:

► allaboutcircuits.com