Elektrikli Araçlarda Çığır Açacak Yenilik Lityum İhtiyacını Azaltabilir

Elektrikli araçlar (EV’ler) yavaş yavaş pazarda ilgi görmekte, ancak mevcut lityum iyon pillerin sınırlamaları daha geniş çapta benimsenmesinin önünde önemli bir engel olmaya devam etmektedir. Bu piller maliyetli ve lityum çıkarılması çevresel zorluklar yaratmaktadır. Lityum demir fosfat piller bazı iyileştirmeler sunarken, çığır açan bir yenilik lityum ihtiyacını tamamen ortadan kaldırabilir. Danimarka Teknik Üniversitesi’nde (DTU) araştırmacı olan Mohamad Khoshkalam, katı piller için endüstride devrim yaratabilecek yeni bir malzeme geliştirdi. Bu malzeme, yer kabuğunda bol miktarda bulunan mineraller olan potasyum ve sodyum silikatlardan elde ediliyor. Özellikle, lityum-iyon pillerin kapasitesi ve uzun ömürlülüğü için gerekli olan kobalt gibi pahalı metallerin kullanımını önlüyor.

Yeni Katı Hal Elektrolitinin Avantajları Nedir?

Geliştirilen malzeme, pil hücreleri için süt beyazı kağıt inceliğinde bir katı hal elektrolit tabakasıdır. Geleneksel lityum-iyon piller, katot ve anot arasında lityum iyonlarının akışını kolaylaştırmak ve akım üretmek için sıvı elektrolitler kullanır. Ancak sıvı elektrolitler sızıntı yapabilir ve güvenlik riskleri oluşturabilir. Buna karşın katı hal elektrolitleri daha güvenlidir ve pil performansını artırabilir.

Oda Sıcaklığında Verimli İyon İletimi Sağlıyor

Khoshkalam’ın elektroliti iyonları oda sıcaklığına yakın olan 40°C civarında etkili bir şekilde iletir. Bu da standart koşullar altında pil üretimine olanak tanıyarak pahalı, yüksek kontrollü ortamlara veya aşırı ısıya ihtiyaç duyulmasını önlüyor. Ayrıca, malzemenin neme karşı direnci üretim sürecini daha da basitleştiriyor.

Toz Halde Olan Taşlardan Kullanılabilir Pil Formuna

Bu elektroliti işlevsel bir bataryaya dönüştürmek için birden fazla adım gerekiyor. Khoshkalam potasyum silikat tozuyla başlıyor, onu bir çözelti halinde karıştırıyor ve kâğıt inceliğinde katmanlar halinde yuvarlıyor. Bu katmanlar daha sonra uzun, ince beyaz bantlar halinde kalıplanıyor ve kurutuluyor. Son adımda ise bu bantlar, anot ve katot bileşenleriyle birlikte özel bir eldivenli kutu ortamında tam katı hal pil hücrelerine monte ediliyor.

Yeni Çevre Dolu Pillerin Geliştirilmesi Neden Zorlu?

Potasyum ve sodyum silikatlarda lityuma kıyasla daha büyük ve daha ağır iyonlar bulunmasına rağmen Khoshkalam bunların iletkenliğini arttırmak için bir yöntem geliştirdi. İlk testler bu katı hal elektroliti için umut verici performans gösteriyor. Ancak bu teknolojinin ticarileştirilmesi, üretim ölçeğindeki zorluklar ve katı hal elektrolitleri için optimize edilmiş yeni pil tasarımlarına duyulan ihtiyaç nedeniyle zaman alacaktır.

Khoshkalam’ın ekibi, malzemenin potansiyelini şirketlere göstermek için birkaç yıl içinde bir tanıtım pili geliştirmeyi hedefliyor. Yerkabuğunun yüzde 90’ını oluşturan silikat mineralleri sayesinde, çevre dostu pil bileşenleri için bol miktarda kaynak bulunmaktadır. Yine de inovasyondan pazara hazır hale gelme yolculuğu, Khoshkalam’ın ekibinin üstesinden gelmeye kararlı olduğu önemli bir engel olmaya devam ediyor.