Geleceğin Batarya Teknolojileri

binbaşı

Onursal Üye
Onursal Üye
Katılım
1 Eyl 2011
Mesajlar
6,197
Puanları
3,256
Konum
BURSA
Elektrikli araçlarda kullanılan bataryaların enerji kapasitesinin artırılması için araştırmalar devam ediyor ve lityum iyon bataryalarda elektrot ve elektrolit olarak kullanılabilecek farklı malzemelerin geliştirilerek bataryaların enerji kapasitesi ve özellikleri iyileştirilmeye çalışılıyor. Katı hal lityum bataryaların patlama tehlikesinin olmaması, daha yüksek sıcaklıklarda kullanılabilmesi, yüksek enerji yoğunluğu gibi üstün özellikleri nedeniyle yakın gelecekte lityum iyon bataryaların yerini alabileceği düşünülüyor.

Lityum iyon bataryalarda elektrotlar arasında elektrik iletkenliğini sağlayan elektrolit çözeltisi sıvı haldedir. Katı hal ityum bataryalarda ise bu amaçla katı malzemeler kullanılır. Lityum iyon bataryayı keşfeden Prof. Dr. John Goodenough ve çalışma arkadaşları yakın zamanda sonuçları Journal of the American Chemical Society dergisinde yayımlanan araştırmada lityum iyon bataryalara göre kullanım ömrü daha uzun, enerji yoğunluğu daha yüksek ve daha kısa sürede şarj olan lityum katı hal batarya üretmeyi başardıklarını açıkladı. IMEC - IMEC teknoloji şirketinin geliştirdiği katı hal bataryada elektrolit olarak nanokompozitler (birbirinden farklı özelliklere sahip, nano boyutta bileşenlerden oluşan malzemeler) kullanılıyor.

Bataryalara alternatif olabileceği düşünülen başka bir teknoloji ise elektrik enerjisini depolayabilen süperkapasitörler. Kapasitörler, kimyasal enerjiden elektrik enerjisinin elde edildiği bataryalardan farklı çalışır. Kapasitörler şarj olurken elektronlar plakalardan birinde birikirken, diğer plakadaki elektronları iterek uzaklaştırırlar. Süperkapasitörler bataryalardan farklı olarak enerji depolama kapasitelerinde bir azalma olmadan defalarca şarj edilip tekrar boşalabilir. Ayrıca süperkapasitörlerin güç yoğunlukları çok yüksektir. Bu sayede çok hızlı bir şekilde -saniyeler içinde- şarj edilebilirler. Ancak enerji yoğunluklarının düşük olması bu teknolojinin önemli bir dezavantajı. Ticari olarak üretilen süperkapasitörlerde ulaşılan en yüksek enerji yoğunluğu lityum iyon bataryalarınkinin yirmide biri kadar.

Enerji yoğunluğu yüksek süperkapasitörler geliştirmeye yönelik araştırmalar devam ediyor. Geliştirilen malzemeler ve yöntemler üretim aşamasına geçebilirse süperkapasitörlerin enerji yoğunluğunun lityum iyon bataryalarınkine ulaşabileceği öngörülüyor.

Gelecekte Elektrikli Araçlar İçten Yanmalı Motorlu Araçların Yerini Alabilecek mi?

2017’de dünya genelinde 1,5 milyona yakın elektrikli araç satıldı ve toplam elektrikli araç sayısı 3,7 milyona ulaştı. Norveç’te yeni satılan otomobillerin %39’u elektrikli. 2030’da toplam elektrikli araç sayısının 130 milyon olacağı öngörülüyor. Yani her yıl satılan elektrikli araçların sayısının bir önceki yıla göre %24 artması bekleniyor. 2017’de bu oran %54’e ulaştı. Ülkeler hem enerji konusunda dışa bağımlılığı hem de fosil yakıtların neden olduğu çevre sorunlarını azalmak amacıyla ulaşımda daha çevreci ve verimli çözümler bulmaya çalışıyor. Bu nedenle elektrikli araç knolojilerinin geliştirilmesine yönelik destekler veriliyor, elektrikli araçlarda vergi indirimleri uygulanıyor.

Lityum Bataryalar Nasıl Çalışır?

Lityum iyon bataryalar şarj edilebilir batarya türlerinden biridir. Farklı lityum iyon batarya türleri var. Yaygın olarak kullanılan lityum iyon bataryalarda bataryanın artı kutbu lityum kobalt oksit, eksi kutbu ise grafitten üretilir. Lityum iyon bataryalarda elektrotlar katmanlı yapıdadır ve lityum atomları bu katmanların arasına yerleşir.

Artı kutupta gerçekleşen indirgenme tepkimesi:

CoO2+Li++e−→LiCoO2

Eksi kutupta gerçekleşen yükseltgenme tepkimesi:

LiC6→C6+Li++e−

Batarya şarj olurken artı yüklü lityum iyonları pilin artı kutbundaki elektrottan pilin eksi kutbundaki elektrota doğru hareket eder, deşarj olurken lityum iyonların yönü ters yönde olur.

Alıntıdır. Kaynak:

Bilim ve Teknik, Aylık Popüler Bilim Dergisi, Aralık 2018, Yıl 52, Sayı 613, Sayfa: 77-79, Geleceğin Batarya Teknoljileri
 

Forum istatistikleri

Konular
127,952
Mesajlar
913,874
Kullanıcılar
449,599
Son üye
Gksn

Yeni konular

Geri
Üst