Elektrikli otomobillerin menzilini 1000 kilometrenin üzerine çıkarabilirler ancak şu ana kadar şarj kapasitelerini çok hızlı bir şekilde kaybediyorlar. Ancak lityum metal pilleri birkaç saat boyunca tamamen boşalmış halde tutmak, performanslarını önemli ölçüde artırabilir. Kaliforniya'daki Stanford Üniversitesi'nden Yi Cui ve Wenbo Zhang liderliğindeki araştırmacılar, “Nature” dergisinde, lityum metal pile 100 şarj-deşarj döngüsünden sonra yüzde 44 daha yüksek kapasite kazandırmanın bir yolunu anlatıyor.
Şu anda dizüstü bilgisayarlarda ve elektrikli arabalarda kullanılanlar gibi lityum iyon pillerde, deşarj işlemi sırasında anot görevi gören elektrot için genellikle grafit kullanılıyor. Ancak bu malzemenin kendisi şarj ve deşarj için herhangi bir elektron sağlamaz ve bu da performansı azaltır. Buna karşılık, lityum metal pildeki gibi bir lityum anot, daha fazla kullanılabilir elektron aracılığıyla enerji yoğunluğunu artırabilir. Lityum ayrıca grafitten daha hafiftir ve bu da ağırlıktan tasarruf sağlar.
:format(webp)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/madsack/BU6MDI666VA7FILAV5K4G62GVE.png)
İklim pusulası
İklim değişikliği ile ilgili haber ve gelişmeler. Her Cuma bu bültende.
Umut verici prognoz
Albuquerque'deki Sandia Ulusal Laboratuvarlarından Laura Merrill, Nature yorumunda “Anot olarak metalik lityum kullanan lityum-metal piller, yeni nesil şarj edilebilir piller olarak umut vaat ediyor” diye yazıyor. Şimdiye kadar, kısa süreli kullanımdan sonra hızla kapasite kaybı yaşanması, lityum metal pillerin şarj edilebilir pil olarak kullanılmasını engellemişti; bunun yerine şarj edilemeyen düğme piller olarak kullanılıyorlardı.
Lityum metal pillerle ilgili sorun şudur: Elektronların hareket ettiği pil katmanı ortak elektrolitlerle anotta katı-elektrolit arayüzü adı verilen bir arayüz oluşur. Bu esas olarak ayrışmış elektrolitten oluşur ve pilin çalışması için önemlidir. Bununla birlikte, küçük metalik lityum tanecikleri bu sınır fazına entegre edilebilir ve böylece anottan izole edilebilir.
Ayrılan bu taneler artık şarj-deşarj döngüsünde görev almadığından kapasite kaybı anlamına gelir. Cui, Zhang ve meslektaşları, pil hücresinin bir süre boşalmış durumda kalması durumunda katı-elektrolit arayüzünün büyük ölçüde çözündüğünü buldu. Bunun sonucunda lityum taneciklerinin çoğu yeniden anotla temasa geçerek yeniden şarj-deşarj işlemine katılıyor.
Elektrikli otomobil serisi için “kararlı yeni bakış açısı”
Cui'nin üniversitesinden yaptığı açıklamada, “Daha önce bu enerji kaybının geri döndürülemez olduğunu düşünüyorduk” dediği aktarıldı. “Ancak çalışmamız, boşalmış pili dinlenmeye bırakarak kayıp kapasiteyi geri kazanabileceğimizi gösterdi.”
“Doğa” yorumunda Merrill, çalışma yazarlarının “çok önemli yeni bir bakış açısı” sağladıklarını belirtiyor. Ancak bilim insanları şu ana kadar sadece alçak gerilim alanında araştırma yaptı ve etkisi yarı şarjlı pil hücreleri üzerinde incelenmedi.
Ancak Cui, Zhang ve meslektaşları, pil hücrelerini geçici olarak boşalmış durumda tutmanın, örneğin uygun şekilde programlanmış pil yönetim sistemleri aracılığıyla elektrikli arabalarda uygulanabileceğinden eminler. Gerekirse bunlar ayrı ayrı pil segmentlerini tamamen boşaltabilir, diğerleri ise aktif kalabilir. Bu, bir aracın temelde çalışır durumda kalacağı anlamına gelir.
Haberler
Şu anda dizüstü bilgisayarlarda ve elektrikli arabalarda kullanılanlar gibi lityum iyon pillerde, deşarj işlemi sırasında anot görevi gören elektrot için genellikle grafit kullanılıyor. Ancak bu malzemenin kendisi şarj ve deşarj için herhangi bir elektron sağlamaz ve bu da performansı azaltır. Buna karşılık, lityum metal pildeki gibi bir lityum anot, daha fazla kullanılabilir elektron aracılığıyla enerji yoğunluğunu artırabilir. Lityum ayrıca grafitten daha hafiftir ve bu da ağırlıktan tasarruf sağlar.
İklim pusulası
İklim değişikliği ile ilgili haber ve gelişmeler. Her Cuma bu bültende.
Umut verici prognoz
Albuquerque'deki Sandia Ulusal Laboratuvarlarından Laura Merrill, Nature yorumunda “Anot olarak metalik lityum kullanan lityum-metal piller, yeni nesil şarj edilebilir piller olarak umut vaat ediyor” diye yazıyor. Şimdiye kadar, kısa süreli kullanımdan sonra hızla kapasite kaybı yaşanması, lityum metal pillerin şarj edilebilir pil olarak kullanılmasını engellemişti; bunun yerine şarj edilemeyen düğme piller olarak kullanılıyorlardı.
Lityum metal pillerle ilgili sorun şudur: Elektronların hareket ettiği pil katmanı ortak elektrolitlerle anotta katı-elektrolit arayüzü adı verilen bir arayüz oluşur. Bu esas olarak ayrışmış elektrolitten oluşur ve pilin çalışması için önemlidir. Bununla birlikte, küçük metalik lityum tanecikleri bu sınır fazına entegre edilebilir ve böylece anottan izole edilebilir.
Ayrılan bu taneler artık şarj-deşarj döngüsünde görev almadığından kapasite kaybı anlamına gelir. Cui, Zhang ve meslektaşları, pil hücresinin bir süre boşalmış durumda kalması durumunda katı-elektrolit arayüzünün büyük ölçüde çözündüğünü buldu. Bunun sonucunda lityum taneciklerinin çoğu yeniden anotla temasa geçerek yeniden şarj-deşarj işlemine katılıyor.
Elektrikli otomobil serisi için “kararlı yeni bakış açısı”
Cui'nin üniversitesinden yaptığı açıklamada, “Daha önce bu enerji kaybının geri döndürülemez olduğunu düşünüyorduk” dediği aktarıldı. “Ancak çalışmamız, boşalmış pili dinlenmeye bırakarak kayıp kapasiteyi geri kazanabileceğimizi gösterdi.”
“Doğa” yorumunda Merrill, çalışma yazarlarının “çok önemli yeni bir bakış açısı” sağladıklarını belirtiyor. Ancak bilim insanları şu ana kadar sadece alçak gerilim alanında araştırma yaptı ve etkisi yarı şarjlı pil hücreleri üzerinde incelenmedi.
Ancak Cui, Zhang ve meslektaşları, pil hücrelerini geçici olarak boşalmış durumda tutmanın, örneğin uygun şekilde programlanmış pil yönetim sistemleri aracılığıyla elektrikli arabalarda uygulanabileceğinden eminler. Gerekirse bunlar ayrı ayrı pil segmentlerini tamamen boşaltabilir, diğerleri ise aktif kalabilir. Bu, bir aracın temelde çalışır durumda kalacağı anlamına gelir.
Haberler