Araştırmacılar, sodyum bazlı katı hal bataryalar için geliştirdikleri yeni elektrolitle daha güvenli ve yüksek enerji yoğunluklu depolama çözümlerine bir adım daha yaklaştı.
Dünyanın dört bir yanında şarj edilebilir enerji depolamaya olan talep artarken, lityum-iyon bataryalara yönelik kaygılar da giderek büyüyor. Lityum maliyetindeki dalgalanmalar, kaynak sıkıntısı ve yanıcı sıvı elektrolitlerle ilgili güvenlik sorunları, araştırmacıları alternatif arayışlara itiyor. İşte tam bu noktada Western University ekibinin geliştirdiği yeni sodyum bazlı katı hal batarya tasarımı dikkat çekiyor.
Sodyumun lityuma göre çok daha bol bulunması, özellikle elektrikli araçlar ve şebeke ölçekli enerji depolama sistemleri için cazip bir seçenek oluyor. Ancak uzun zamandır çözülemeyen bir sorun vardı: düşük iletkenlik. Araştırma ekibinin geliştirdiği yeni elektrolit formülü ise tam da bu noktada devreye giriyor.
Bilim insanları, kükürt ve klor içeren kimyasal olarak tasarlanmış bir elektrolit ortaya koydu. Bu katı yapı, sodyum iyonlarının içeride çok daha serbest hareket edebilmesine olanak tanıyor. Bir başka deyişle, sodyum bataryaların en büyük engeli olan iletkenlik problemi ciddi şekilde aşılmış görünüyor.
Katı hal tasarımların yangın riskini azaltması bir yana, yüksek enerji yoğunluğu potansiyeli sunması da özellikle hata toleransı düşük sektörler için büyük önem taşıyor. Yani hem daha güvenli hem de daha güçlü bir depolama yaklaşımı söz konusu.
Araştırma ekibi, elektrolitin performansını değerlendirmek için Kanada’daki Canadian Light Source (CLS) sinkrotron tesisinden yararlandı. Yüksek yoğunluklu X-ışını görüntüleme sayesinde sodyum iyonlarının elektrolit içinde nasıl ilerlediği atomik ölçekte izlenebiliyor.
Bu yöntem, klasik deneme-yanılma süreçlerine kıyasla malzeme optimizasyonunu oldukça hızlandırıyor. İyonlar hangi kanallardan geçiyor, nerede takılıyor, nerede hızlanıyor… tüm bu detaylar anlık olarak haritalanabiliyor.
Katı hal bataryalarda yaşanan bir diğer kronik problem de malzemelerin birbiriyle uyumsuzluğu. Pek çok katı elektrolit, elektrotlarla temas ettiğinde hızla bozulabiliyor. Ancak araştırmacıların geliştirdiği yeni formülasyon, yaygın kullanılan batarya malzemeleriyle beklenenden daha stabil bir performans sergiledi.
Bu erken sinyaller, gelecekte bu teknolojinin ölçeklenebilir bir çözüme dönüşebileceğini gösteriyor. Yani ticari anlamda hâlâ yolun başında olsak da gidişat hiç fena değil.
Google Play
App Store