“İki elektrot malzemesi olarak alüminyum ve kükürt kullanan, aralarında erimiş tuz elektroliti bulunan yeni pil mimarisi, Nature dergisinde, Çin, Kanada, ABD’den 15 kişinin birlikte çalıştığı bir proje olarak MIT Profesörü Donald Sadoway’in makalesinde açıklanıyor. Yeni geliştirilen bu piller 1 dakikadan daha kısa sürede tam şarj olabiliyor.
Ekip, deneylerinde, pil hücrelerinin, lityum iyon pillerinin yaklaşık altıda biri kadar tahmini maliyetle, olağanüstü yüksek şarj oranlarında yüzlerce döngüye dayanabileceğini gösterdi. 110 santigrat derece (230 derece Fahrenheit) ile şarj hızının büyük ölçüde çalışma sıcaklığına bağlı olduğunu, 25 C’den (77 F) 25 kat daha hızlı oranlar gösterdiğini gösterdiler.
Ekibin düşük erime noktası nedeniyle elektrolit olarak seçtiği erimiş tuzun tesadüfi bir avantaja sahip olduğu ortaya çıktı. Pil güvenilirliğindeki en büyük sorunlardan biri, bir elektrot üzerinde biriken ve sonunda diğer elektrotla temas etmek için genişleyen, kısa devreye neden olan ve verimliliği engelleyen dar metal sivri uçlar olan dendritlerin oluşumudur. Ama bu özel tuz, olur, bu arızayı önlemede çok iyi performasn gösterdi. Sadoway, seçtikleri kloro-alüminat tuzun “esas olarak bu kaçak dendritleri yok ettiğini ve aynı zamanda çok hızlı şarja izin verdiğini” söylüyor. “Çok yüksek şarj hızlarında deneyler yaptık, bir dakikadan daha kısa sürede şarj olduk ve dendrit kısa devre nedeniyle hiçbir zaman hücre kaybetmedik.”
Ayrıca pil, çalışma sıcaklığını korumak için harici bir ısı kaynağına ihtiyaç duymuyor. Isı, pilin şarj ve deşarjı ile doğal olarak elektrokimyasal olarak üretiliyor. Sadoway, “Şarj ettiğinizde ısı üretirsiniz ve bu da tuzun donmasını önler. Ardından, boşalttığınızda da ısı üretir” diyor Sadoway. Bir güneş enerjisi üretim tesisinde yük dengeleme için kullanılan tipik bir kurulumda, örneğin, “güneş parlarken elektriği depolarsınız ve karanlık çöktükten sonra elektrik çekersiniz ve bunu her gün yaparsınız. Bu şarj-boşaltma-doldurma olayı yeterli ısı üretmek için yeterli oluyor.” Bu yeni pil formülasyonunun, tek bir eve veya küçük ve orta ölçekli işletmelere güç sağlamak için gereken büyüklükteki kurulumlar için ideal olacağını söylüyor.
Onlarca ila yüzlerce megavat saat kullanım ölçeğine kadar daha büyük kurulumlar için, Sadoway ve öğrencilerinin birkaç yıl önce geliştirdiği ve Ambri adlı bir yan şirketin temelini oluşturan sıvı metal piller de dahil olmak üzere diğer teknolojiler daha etkili olabilir. İlk ürünlerin önümüzdeki yıl içinde teslim edilebileceği tahmin ediliyor.
Bu buluş için, Sadoway Avrupa Mucit Ödülü’ne layık görüldü. Sadoway, alüminyum-kükürt pillerin daha küçük ölçeğinin, elektrikli araç şarj istasyonları gibi kullanımlar için de pratik hale getireceğini söylüyor.
Kaynak : 