Sülfür-lityum çifti ile bataryalar araştırmacıların söylediklerine göre günümüzde kullanılan lityum-iyon bataryalardan üç kat daha güçlü elektrikli araçları harekete geçirmek için önemli bir yol olabilir.
Elektrikli araçların 500 kilometre menzile sahip olması için bu araçların bataryalarının şimdikinden neredeyse iki kat daha fazla enerji depolamaları gerekir. Olası çözümlerden biri lityum-sülfür bataryalardır. Çünkü bunlar lityum-iyon bataryalardan daha fazla elektron depolayabiliyorlar. Ayrıca, sülfür yeni pil kullanımı için potansiyeli yüksek cazip bir elementtir. Çünkü Dünya’da ucuz ve bol miktarda bulunmaktadır.
Bu konuda bu yeni nesil bataryaların bir çok avantajları olmasına rağmen, pratikte beklentilerin gerçekleşmesini engelleyen sorunlar mevcuttur. Sülfür (kükürt) içeren bir elektrodun sadece birkaç kez şarj olma ve deşarj olma döngüsünden sonra değiştirilmesi gerekiyor. Bu da bataryamızın sürekli değiştirilmesi gerekeceği anlamına gelir. Böyle bir sorunun kaynağı ise hem lityum hem de sülfür elektrotlarındaki elektrolit likitte sülfür dağılımı gerçekleşiyor. Sülfür elektrodu polisülfid adı verilen sülfürlü moleküller oluşturarak çözünmektedir.
Ancak görünen o ki Almanya ve Kanada’daki bilim insanları bu sorunun üstesinden gelmişler ve “nanoteknolojinin bu çözünen sülfürü toplamaya yardımcı olabileceğini” söylüyorlar. Geliştirdikleri batarya sülfürle kaplı metrenin milyarda biri kalınlığında yani nanometre boyutlarında mangan dioksit tabakaları içeriyor. Burada mangan dioksit sülfür ile etkileşmeye giriyor ve ardından tiosülft grupları olarak bilinen bileşikleri üretiliyor. Bu bileşikler de polisülfidler ile kimyasal olarak bağlanıp onları tutuyor. Böylece bu istenmeyen moleküllerin elektrolit içine sızması engelleniyor.
Elektrikli araçların bataryalarının ideal olarak 1500 şarj döngüsüne sahip olması gerekir. Bu yeni batarya ise 2000’den fazla kez şarj edilebiliyor. Bilim insanları şimdi diğer oksitleri en iyi sülfür tutma malzemesini bulmak için araştırıyorlar. Böyle bataryalar mobil elektroniğinde uygulamalara da sahip olabilir.
Araştırmacıların bulguları Nature Communications dergisinin 6 Ocak sayısında yayınlandı.
Gökhan Atmaca, MSc.
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Photo: Getty Images