Elektrikli araçların kalbi olan lityum-iyon bataryalar, menzil yarışının kızışmasıyla birlikte giderek daha yüksek voltajlarda çalıştırılıyor. Teoride bu durum enerji kapasitesini artırsa da, özellikle nikel oranı yüksek bataryalarda ciddi bir sorunu da beraberinde getiriyor: oksijen kararsızlığı.
Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’ndeki (UNIST) araştırmacılar, işte bu sorunu kökünden çözebilecek yenilikçi bir jel elektrolit geliştirdi. Üstelik bu malzeme, batarya ömrünü neredeyse üç kat uzatırken güvenlik performansını da yükseltiyor.
Günümüzde kullanılan yüksek voltajlı bataryalarda katot yüzeyindeki oksijen zamanla serbest kalıyor. Bu oksijen, reaktif oksijen türlerine (ROS) dönüşerek hem elektroliti parçalayabiliyor hem de katot yapısını bozarak nikel çözünmesine, gaz oluşumuna ve batarya şişmesine yol açıyor. Kısacası, bataryanın ömrünü kısaltan ve risk yaratan bir döngü oluşuyor.
UNIST ekibi ise antrasen ve nitril içeren polimer zincirlerinden oluşan özel bir jel polimer elektrolit tasarlayarak bu oksijen kaynaklı yaşlanmanın önüne geçmeyi başardı. Yeni malzeme, oksijeni kontrol ederek hem oluşumunu frenliyor hem de ortaya çıkan ROS’u etkisiz hale getiriyor.
Araştırmacıların yürüttüğü testler, yeni jel elektrolitin batarya döngü ömründe dramatik bir iyileşme sağladığını gösteriyor. 4,55 V’da yapılan deneylerde bataryalar 500 döngü sonunda kapasitesinin yüzde 81’ini koruyabildi. Aynı koşullarda kullanılan geleneksel bataryalar ise 180 döngüde yüzde 80’in altına düşüyor. Ayrıca gaz oluşumunun altı kat azalması, güvenlik açısından büyük önem taşıyor
Bu yenilik yalnızca elektrikli araçlarla sınırlı değil. Jel elektrolit teknolojisi sayesinde bataryaların daha hafif tasarlanabilmesi, özellikle havacılık alanında yeni kullanım alanlarının önünü açabilir. Büyük ölçekli enerji depolama sistemlerinde ise daha az bakım ve daha uzun çalışma süresi anlamına geliyor.
Google Play
App Store