Elektrikli Araçların Kurtarıcı Teknolojisi: Lityum Metal Piller

Yeni nesil elektrikli araçlar, tek şarjla 800 ila 1100 kilometre menzile ulaşabilen lityum metal pil teknolojisine geçiş yapmak üzere. Bu şu anda elektrikli araçlarda kullanılan geleneksel lityum iyon pillerin kapasitesinin yaklaşık iki katına tekabül ediyor. Bununla birlikte, bu dikkate değer ilerlemeye rağmen, lityum metal teknolojisi kritik bir problemle karşı karşıyadır: Daha az sayıda şarj döngüsünden sonra hızlı kapasite kaybı, onu elektrikli otomobillerde uzun süreli kullanım için kullanışsız hale getiriyor.

Bu zorluğun üstesinden gelmek için Stanford Üniversitesi’ndeki araştırmacılar basit ve uygun maliyetli bir çözüm önerdiler: Pili tamamen bitene kadar kullanmak ve birkaç saat dinlenmesine izin vermek. Nature dergisinde yayınlanan bir çalışmada ana hatları verilen bu yaklaşım, pil kapasitesinin geri kazanılmasında ve genel performansın artırılmasında umut verici sonuçlar verdi.

Araştırmanın ortak yazarlarından Wenbo Zhang’a göre strateji, lityum metal pil ömrünü mümkün olan en kolay, en ucuz ve en hızlı şekilde iyileştirmeyi amaçlıyor. Pilin boşalmış durumda bırakılmasıyla, kaybedilen kapasite geri kazanılabilir ve ek ekipmana, malzemeye veya üretim değişikliğine gerek kalmadan pil ömrü uzatılabilir.

Bu çalışmanın bulguları, lityum metal teknolojisini gerçek dünyadaki sürüş koşullarına uyarlamak isteyen EV üreticileri için pratik bilgiler sunuyor. Araştırmanın yazarlarından Yi Cui, bu bulguların, yaygın ticari kullanım için lityum metal pillerin geliştirilmesini amaçlayan gelecekteki olası araştırmalara rehberlik etmedeki önemini vurguluyor.

Lityum iyon pillerin iki katı enerjiyi aynı alanda depolayabilmeleriyle öne çıkan lityum metal piller, elektrikli araçlar için büyük bir potansiyel taşıyor. Avantajlarına rağmen sürekli şarj ve deşarj, hızlı bozulmaya neden olarak rutin sürüşteki pratikliğini sınırlıyor. Katı elektrolit fazlar arası (SEI) matrisin bozulmasından kaynaklanan ölü lityum birikmesi, zamanla pil kapasitesinin azalmasına sebep oluyor.

Stanford araştırmacılarının önerdiği yenilikçi yaklaşım, pilin tamamen boşaltılıp boşta bırakılmasını söylüyor. Bu dinlenme aşamasında, ölü lityumu çevreleyen SEI matrisi çözünerek, aktif olmayan lityumun yeniden şarj edilmesi üzerine anotla yeniden bağlanmasını sağlar. Bu işlem pili yenileyerek pilde biriken ölü lityumu tekrar aktif hale getirir.

Araştırmacılar, hızlandırılmış video mikroskobu kullanarak, kalan SEI’nin parçalandığını ve ardından dinlenme aşamasında ölü lityumun geri kazanıldığını görsel olarak doğruladılar.  Ortalama bir Amerikalı sürücü günde ortalama bir saat kadarını direksiyon başında geçiriyor. Geri kalan zamanda aracını dinlendirirse batarya ömrü açısından çok faydalı bir geri dönüşü olacaktır.

Pratik uygulamalar açısından, elektrikli araçlardaki mevcut akü yönetim sistemi, ayrı ayrı akü modüllerini tamamen boşaltacak şekilde programlanabilir, bu da dinlenme protokolünün uygulanmasını kolaylaştırır. Bu yaklaşım pahalı üretim teknikleri veya malzemeleri gerektirmiyor ve bu da onu elektrikli araçlardaki lityum metal pillerin çevrim ömrünü uzatmak için uygun bir seçenek haline getiriyor.

 

Kaynak: STANFORD

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here