Çinli bilim insanları, elektrikli araçların menzilini iki katına çıkarabilecek yeni bir batarya bileşeni geliştirdi. Araştırmacılar, lityum pillerin uzun süredir karşı karşıya olduğu enerji yoğunluğu ve verimlilik sınırlamalarını aşmayı başardıklarını belirtiyor.
Elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan lityum bataryalar, enerji üretimini genellikle bir çözücü içindeki lityum tuzları ile oksijen atomları arasındaki etkileşime dayandırıyor. Kimyasal reaksiyon sonucu çözünen tuzlar, lityum iyonlarının elektrolit içinde hareket etmesini sağlıyor ve bu süreç elektrik akımı üretiyor.
Ancak mevcut sistemler büyük miktarda çözücü gerektirdiği için bataryaların küçültülmesini zorlaştırıyor. Ayrıca çözücüler düşük sıcaklıklarda verimli çalışmadığından, soğuk iklimlerde performans kaybı yaşanıyor. Günümüzde lityum piller teorik sınır olarak kabul edilen yaklaşık 350 watt-saat/kg enerji yoğunluğuna yakın çalışıyor. Bu durum birçok şirketi katı hal bataryalara yöneltiyor.
Nankai Üniversitesi araştırmacılarının yürüttüğü ve Nature dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, geliştirilen yeni batarya oda sıcaklığında 700 watt-saat/kg’ın üzerinde, -50 santigrat derecede ise yaklaşık 400 watt-saat/kg enerji yoğunluğuna ulaşabiliyor.
Yeni sistemde, lityum tuzlarının daha etkili çözünmesini sağlayan “florlu hidrokarbon” bazlı bir çözücü kullanılıyor. Araştırmacılara göre bu yöntem, geleneksel lityum-oksijen modelinin yerini alarak elektrolit miktarını önemli ölçüde azaltıyor ve verimliliği artırıyor.
Çalışmada yer alan Profesör Zhao Qing, bir elektrolitin hem iyonları hızlı salması hem de hızlı şarj transferi sağlaması gerektiğini, ancak bu iki özelliğin genellikle birbiriyle çeliştiğini belirtti. Florun lityum üzerindeki daha zayıf çekiminin bu sorunu çözdüğü ifade edildi.
Araştırmacılar, lityum-florür sisteminin düşük sıcaklıklarda dahi hızlı şarj transferine imkan verdiğini ve -50 dereceye kadar çalışabildiğini vurguluyor. Çin devlet televizyonu CCTV’ye göre bilim insanları, bu gelişmenin mevcut lityum bataryaların kapasitesini, boyutunu veya ağırlığını artırmadan ikiye katlayabileceğini belirtti.
Çalışmanın başyazarı Chen Jun, mevcut menzili 500 kilometre olan elektrikli araçların yeni batarya ile tek şarjda 1000 kilometreden fazla yol kat edebileceğini ifade etti.
Yeni teknolojinin, tipik lityum pillerin enerji yoğunluğunu katı hal bataryalar seviyesine taşıdığı belirtiliyor. Araştırmacılar, düşük sıcaklıklarda yüksek verimlilik sağlayan sistemin yüksek irtifa araçları ve insansız hava araçlarında (drone) da kullanılabileceğini öngörüyor.
