Japon araştırmacılar, aktif sülfür materyal ve karbon nanofiber kullanarak düşük maliyetli ve basit bir sıvı faz işlemiyle üretilebilen bir batarya geliştirmeyi başardı. Tamamen katı haldeki bu bataryalar daha çok enerji tutabiliyor ve daha stabil oluyor.
Prof. Atsunori Matsuda, Prof. Hiroyuki Muto, Yardımcı Doçent Kazuhiro Hikima, Yardımcı Doçent Nguyen Huu Huy Phuc, Araştırmacı Reiko Matsuda ve Sayın Takaki Maeda’dan oluşan Japon araştırma ekibi, basit sıvı faz işlemi ile üretilebilen, uygun maliyetli bir katı lityum sülfür batarya üretmeyi başardı.
Araştırmacıların elde ettiği malzeme ile üretilen yeni batarya, birim hacimde daha yüksek miktarda enerjiyi barındırabiliyor. Yani boyutu büyümeden bataryaların kapasitesi artabilecek. Ayrıca bu bataryalar şarj döngüsünde de daha stabil ve dengeli.
Geleceğin bataryası olmaya aday: Lityum sülfür
Lityum iyon ikincil batarya teknolojisi, son dönemin gözde batarya teknolojisi olarak göze çarpıyor. Öyle ki bu konsept geçen yıl Nobel Ödülü bile almayı başardı. Akıllı telefonlardan elektrikli otomobillere kadar her yerde bu bataryalar tercih ediliyor.
Tamamen katı durumdaki bataryalar da gelecekte bu bataryalara alternatif olması, hatta yerlerini alması beklenen bataryalar olarak gösteriliyor. Tamamen katı haldeki lityum sülfür malzeme, 5 kat daha yoğun şekilde enerji depolayabiliyor. Buradaki tek sorun, yapısal olarak yalıtkan olan sülfürün iyonlaşmış ve elektron iletken yol oluşturacak şekilde hazırlanmasının gerekmesi olarak gösteriliyor.
Araştırmacılar, sülfür aktif materyal ve karbon nanofiber (CNF) malzemeyi elektrostatik birleştirme adı verilen yöntemle birleştirdi. Bu yöntem en basit haliyle normalde birleşmeyecek maddeleri bir çözelti yardımıyla birleştirmek olarak açıklanabilir. Katı sülfür-CNF alaşımı ise elektrokimyasal olarak stabil olan Li2S-P2S5-Li haline getirildi.
Yüksek performanslı yeni bileşik
Araştırmanın baş yazarı olan Yardımcı Doçent Nguyen Huu Huy Phuc, yüksek performanslı tamamen katı haldeki lityum sülfür bataryaların üretilmesi için sülfür aktif materyal ve karbon materyalin uygun miktarlarda karıştırılması gerektiğini söylüyor. Şimdiye kadar bu bileşiklerin mekanik olarak üretildiğini ve karmaşık süreçlerin sonucu olduğunu belirten araştırmacı, o çalışmalarda beklenen seviyede ürünler çıkmadığının altını çizdi.
Phuc, daha ucuz ve daha basit elektrostatik adsorpsiyon (yüzeye tutunma) kullanarak bir yöntem geliştirdiklerini ve böylece sülfürü tamamen kullanabilen aktif bir sistem oluşturduklarını açıkladı. Bu yöntemde daha büyük ana parçacıklar ve daha küçük elektrostatik küçük parçacıklar, polielektronlar kullanarak bir yüzeye tutunuyor ve elektrostatik etkileşim ortaya çıkarıyor.
Ucuz ve verimli bir batarya üretme yolu olduğunun ispatlanması halinde bu yöntem bize daha geniş bataryalara sahip cihazların yolunu açabileceği gibi, bataryaların küçülmesiyle daha farklı özelliklere sahip, daha gelişmiş elektronik cihazlara kavuşmamızı da sağlayabilir.
WEB TEKNO 06.03.2020
