Lityum Akü Teknolojisi
Pil, her biri pozitif bir elektrot (katot), negatif bir elektrot (anot), bir ayırıcı ve bir elektrolit içeren bir veya daha fazla hücre paketidir. Farklı kimyasallar ve malzemeler bataryanın özelliklerini belirler. Ne kadar enerji depolayabilir ve verebilir, ne kadar güç sağlayabilir gibi.
Lityum akü üreticileri, daha ucuz, daha yoğun, daha hafif ve daha güçlü kimyasallar bulmak için sürekli arge çalışmaları yapıyorlar.
SODYUM-ION NEDİR?
Sodyum-iyon (Na-ion) pillerin çalışma şekli lityum-iyon (Li-ion) pillere benzer. Ana fark lityumun sodyum ile değiştirilmesidir. Pilin pozitif elektrotu olarak çeşitli sodyum bazlı malzemeler kullanılabilir, örneğin performans açısından belirleyici olan daha uzun ömür veya çevrim.
AVANTAJLARI NELERDİR?
Na-ion piller sayısız avantaj sunar. Bunlardan en önemlisi, Li-ion pillerden daha ucuz olmalarıdır (hücre başına yüzde 30’a kadar). Bu teknoloji enerji yoğunluğu bakımından Li-iyon ile rekabet edemeyecektir. Ne ağırlık ne de hacim olarak. Ancak güneş veya rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynakları tarafından üretilen fazla elektriğin depolanmasını içeren uygulamalar da tercih edilebilir olacaktır.
NE BEKLİYORUZ?
Hücre bileşenlerinin ve üretim işlemlerinin birçoğu, Li-ion pillerle aynıdır. Ana fark elektrot malzemelerine odaklanmıştır. Na-ion piller üç ila dört yıl içinde ancak üretime girmeye hazır olabilir gibi görünüyor.
(Lityum akü teknolojileri)
LİTYUM-KÜKÜRT NEDİR?
Li-ion pillerde, aktif malzemeler şarj ve deşarj sırasında lityum iyonları arasına yerleştirilir. Lityum-kükürt (Li-S) bataryalarında, ana yapı yoktur. Boşalırken lityum anot tüketilir ve kükürt çeşitli kimyasal bileşiklere dönüştürülür. Şarj sırasında ise bu işlemin tersi gerçekleşir.
AVANTAJLARI NELERDİR?
Li-S bataryada çok hafif aktif malzemeler kullanılır. Pozitif elektrotta kükürt, negatif elektrotta metalik lityum. Teorik enerji yoğunluğunun olağanüstü yüksek olmasının nedeni budur. Havacılık ve uzay endüstrileri için ideal bir seçimdir.
NE BEKLİYORUZ?
Li-S teknolojisi, yaşam beklentisini iyileştirmek ve spesifik enerji yoğunluğunu arttırmaya devam etmek için daha fazla araştırma ve geliştirme çalışması gerektiriyor. En az beş yıl boyunca uzun pil ömrü gerektiren uygulamalara hazır olması beklenmez.
(Lityum akü teknolojileri)
KATI HAL NEDİR?
Katı hal aküler, teknoloji açısından bir paradigma değişikliğini temsil eder. Modern Li-ion akülerde, iyonlar bir elektrottan diğerine sıvı elektrolit boyunca hareket eder. Katı hal pillerde bulunan sıvı elektrolit, lityum iyonlarının içinde taşınmasına izin veren bir bileşik içerir. Bu yeni bir teknoloji değil ancak son 10 yılda, dünya çapındaki araştırmalar sayesinde sıvı elektrolite benzer şekilde çok yüksek iyonik iletkenliği olan yeni katı elektrolit çeşitleri keşfedildi.
AVANTAJLARI NELERDİR?
İlk büyük avantaj, hücre ve pillerin daha güvenli olması: inorganik katı elektrolitler ısıtıldıklarında, sıvı benzerlerinden farklı olarak yanmazlar. İkincisi, düşük kendiliğinden deşarjın bir sonucu olarak daha yüksek güvenlik performansı ve daha iyi raf ömrü, üçüncüsü daha yoğun, daha hafif, yüksek kapasiteli malzemelerin kullanılmasına izin verir. Aküler yüksek ağırlık oranına sahip olduklarından elektrikli taşıtlarda kullanım için ideal olabilirler.
NE BEKLİYORUZ?
Teknolojik ilerleme devam ettikçe, çeşitli katı tip pillerin piyasaya sürülmesi muhtemeldir. Öncelik, geliştirilmiş enerji performansı ve güvenliği sağlayan, grafit bazlı anotlara sahip katı hal pillerinde olabilir. Zaman içinde, metalik bir lityum anot kullanan daha hafif katı hal akü teknolojileri piyasada görülmeye başlanacaktır.
GELECEĞİN LİTYUM AKÜ TEKNOLOJİLERİ NELERDİR?
Havadan güç alarak saniyeler içerisinde şarj olma teknolojisi! Akıllı telefonlar, akıllı evler ve hatta akıllı giyilebilir ürünlerin pazarları büyürken, hala belirli güç sınırlarında kalıyorlar. Batarya teknolojisi yıllardır devrimsel bir gelişme gösteremedi. Ama görünen o ki yakın bir gelecekte yaşanacak bir güç devriminin eşiğindeyiz. Yüksek teknoloji şirketleri, lityum-iyon pillerin sınırlarını aşmaya çok yaklaştılar. İşletim sistemleri güç tasarrufu sağlamak için daha verimli hale gelirken, yeniden şarj etmeden önce akıllı telefonumuzu yalnızca bir veya iki gün kullanabiliyoruz.
Telefonlarımızı birkaç hafta şarj etmeden kullanabilme teknolojisi için biraz zaman olsa da, gelişmeler şu aşamada iyi gidiyor. Havadan şarj işleminden, süper hızlı 30 saniyelik şarj işlemine kadar gelecekte bizimle olabilecek en yeni pil teknolojilerini BATRON Enerji okurları için derledik. Şimdi bu yeni Lityum akü teknolojileri ‘ne yakından bakalım.
Geleceğin akıllı telefonları
Wi-Fi’den enerji yakalama
Kablosuz endüktif şarj yaygın olsa da, Wi-Fi veya diğer elektromanyetik dalgalardan enerji alabilmek halen zor bir mesele. Bununla birlikte bir grup araştırmacı, sadece birkaç atomun gerçekleştirdiği, inanılmaz derecede esnek yapıda, radyo dalgası toplama anteni geliştirmiştir. Buradaki ana fikir, cihazların bu molibden disülfür bazlı rekteni içerebilmesidir. Böylece AC güç havada Wi-Fi’den toplanabilir ve bir pili şarj etmek veya bir cihaza doğrudan güç sağlamak için DC’ye dönüştürülebilir. Bu, dahili bir bataryaya ihtiyaç duymadan çalışan tıbbi hapları veya şarj etmek için bir güç kaynağına bağlanması gerekmeyen mobil cihazları mümkün kılabilir.
Cihaz sahibinden toplanan enerji
Eğer TENG (Triboelectric nanogenerators)’lerin araştırmaları sonuçlanırsa, bir sonraki cihazınızın güç kaynağı siz olabilirsiniz. Bir TENG veya triboelektrik nanogenerator, iki malzemenin teması yoluyla üretilen elektrik akımını yakalayan bir güç toplama teknolojisidir. Surrey’nin Gelişmiş Teknoloji Enstitüsü’ndeki ve Surrey Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi, bu teknolojinin giyilebilir cihazlar gibi ürünlere daha fazla güç sağlamak için nasıl yerleştirilebileceği konusunda bazı çalışmaları var. Araştırma tasarımcılara gelecekteki TENG uygulamasını etkin bir şekilde anlamak ve optimize etmek için ihtiyaç duydukları bilgi altyapısını oluşturmak için bir kaynak olacaktır.
Altın nanowire pilleri
California Üniversitesi’ndeki müthiş beyin fırtınası, çok fazla şarj etmeye dayanabilen nanotel pilleri ortaya çıkardı. Sonuç, bitmeyen piller olabilir. İnsan saçlarından bin kat daha ince olan nanoteller, gelecekteki bataryalar için harika bir olasılık teşkil ediyor. Daha önceki çalışmalarda, şarj esnasında tellerde bozulmalar oluyordu. Yeni teknolojide bunu önlemek için bir jel elektrolit içinde altın nanoteller kullanılıyor. Bu piller üç ayda 200.000 defadan fazla şarj edildi ve hiçbir bozulmaya rastlanmadı.
Katı hal lityum iyonu
Katı hal aküleri geleneksel olarak stabilite sağlar, ancak elektrolit iletiminin maliyeti vardır. Toyota bilim adamları tarafından yayınlanan bir bildiri, sülfit super iyonik iletkenleri kullanan, katı hal batarya testlerinden başarı ile geçmiş üstün bir bataryadan bahsediyor. Sonuç, sadece yedi dakika içinde tamamen şarj veya deşarj edilebilen, süper kapasitör seviyelerinde çalışabilen bir akü. Otomobiller için harika bir gelişme. Katı hal olması, mevcut pillerden çok daha kararlı ve daha güvenli olduğu anlamına gelir.
Lityum akü teknolojileri için elektrolit malzemeleri hala zorluklar doğuruyor, bu yüzden bu ürünleri yakınlarda görmeyi beklemeyin, ancak daha güvenli ve daha hızlı pillere doğru bir adım daha yaklaştığımız, yadsınamaz bir gerçek.