Telefonunuzu Veya Dizüstü Bilgisayarınızı Haftalar Boyunca Şarj Etmek Zorunda Olmadığınızı Düşünün

Florür iyonlarına dayalı yeni bir pil konsepti batarya ömrünü uzatabilir.

Science dergisinde yer alan yeni bir çalışmada, Caltech’in Nasa için yönettiği Caltech ve Jet Propulsion Laboratory (JPL), ayrıca Honda Araştırma Enstitüsü ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı gibi çeşitli kurumlarda bulunan kimyagerler, flor elementinin negatif yüklü formu ve florüre dayalı şarj edilebilen piller üretmenin yeni bir yolunu buldu.

Caltech’in Victor ve Elizbeth Atkins Kimya Profesörü ve 2005 yılı Nobel Kimya Ödülü kazanan Robert Grubbs “Florürlü piller daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahip olabilir, bu da bugün kullanılan pillerden 8 kata kadar daha uzun süre dayanabilecekleri anlamına gelir.” diyor. “Ancak florür, özellikle de çok aşındırıcı ve reaktif olduğu için çalışmak zor olabilir.” diye de ekliyor.

1970’lerde araştırmacılar, katı bileşenler kullanarak şarj edilebilir florürlü piller yapmaya çalıştı ancak katı haldeki piller sadece yüksek sıcaklıklarda çalışır ve günlük kullanım için pratik değildir. Yeni çalışmada araştırmacılar, florürlü pillerin sıvı bileşenler kullanarak nasıl çalışacaklarını belirlediklerini ve sıvı pillerin oda sıcaklığında kolayca çalışabildiklerini ortaya koydu.

JPL’de kimyager ve yeni çalışmanın yaratıcısı Simon Jones “Hala geliştirmenin ilk aşamalarındayız ancak bu oda sıcaklığında çalışan ilk şarj edilebilir florür bataryadır.” diyor.

Piller, negatif ve pozitif elektrotlar arasında yüklü atomları (veya iyonları) kapatarak elektrik akımlarını çalıştırır. Bu elektrotlar arasında gidip gelme işlemi sıvılar söz konusu olduğunda oda sıcaklığında daha kolay ilerler. Lityum-İyon pillerde lityum, sıvı bir çözelti veya elektrolit yardımı ile elektrotlar arasına yerleştirilir.

Caltech’teki kimya profesörü ve ortak araştırmacı Thomas Miller, “Bir pili şarj etmek, bir topu bir tepeye itmek ve sonra tekrar tekrar geri gelmesine izin vermek gibidir. Enerjiyi depolamak ve kullanmak arasında ileri geri gidin.” diyor.

Lityum iyonları pozitif (katyon) olurken yeni çalışmada kullanılan florür iyonları negatif (anyon) yüklüdür. Pillerdeki anyonlarla çalışmanın hem zorlukları hem de avantajları vardır.
Florürlü pillerin katı hal yerine sıvı halde çalışmasını sağlayan anahtar noktanın bis(2,2,2-trifloroetil) veya BTFE olarak da adlandırılan elektrolit bir sıvı olduğu ortaya çıktı. Bu çözücü, florür iyonunu sabit tutmaya yardımcı olur böylece elektronları pil içinde ileri geri taşıyabilir. Jones şu anda Kuzey Carolina Üniversitesi Chapel Hill’de okuyan ve aynı zamanda stajyeri olan Victoria Daves’in BTFE’yi ilk deneyen kişi olduğunu söyledi. Jones’un başarılı olacaklarına dair çok fazla umudu olmamasına rağmen ekip yine de denemeye karar verdi ve çok iyi çalıştığını görünce de büyük bir şaşkınlığa uğradı.

  Bu noktada Jones, çözümün neden işe yaradığını anlamak için Miller’e döndü. Miller ve çalışma grubu, reaksiyonun bilgisayar simülasyonlarını yürüttüler ve BTFE’nin hangi yönlerinin florürü stabilize ettiğini belirlediler. Bunun sonucunda ekip, BTFE çözümünü ayarlayabildi ve performansını arttırmak için katkı maddelerini değiştirdi.

Jones, “Uzun ömürlü piller yapmanın yeni bir yolunu açıyoruz” diyor. “Florür, pillerde bir geri dönüş yapıyor.”

Kaynak

Focusing on the negative is good when it comes to batteries https://www.sciencedaily.com/releases/2018/12/181206141209.htm

[zombify_post]

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir