Pazar , Nisan 11 2021
Ana Sayfa / Enerji / Pil Teknolojileri / Gelişmiş Malzemeler İle Daha Güvenli ve Daha Uzun Ömürlü Enerji Depolama

Gelişmiş Malzemeler İle Daha Güvenli ve Daha Uzun Ömürlü Enerji Depolama

Bilim insanları son dönemde daha güvenli, kararlı ve verimli gelişmiş malzemeler kullanarak pillerin şarj ömürlerini daha uzun tutmak için önemli çalışmalar yapmaktalar. Batarya malzemelerinin arayüzlerinde yapılan çalışmalar ve hergün artan artan bilgi birikimi, elektrikli araçlar ve sabit enerji depolama üniteleri için daha uzun ömüre sahip ürünlerin geliştirilmesine imka tanımakta.

Nature Reviews’te yayımlanan ileriye dönük bir inceleme makalesinin yazarı Yury Gogotsi: “Daha iyi enerji depolamaya ihtiyacımız var, bu nedenle elektrolit ile pil veya süper kapasitör malzemesi arasındaki arayüzde ne olduğunu daha iyi anlamamız gerekiyor” dedi.

Gelişmiş Malzemeler İle Daha Güvenli ve Daha Uzun Ömürlü Enerji Depolama

Drexel, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’nda bulunan ve Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilen bir Enerji Sınırı Araştırma Merkezi olan Akışkan Arayüz Reaksiyonları, Yapıları ve Taşıma Merkezi’nin ortağı olan bir üniversite. Son 11 yıldır, FIRST merkezinde elektrokimyasal araştırmalara odaklanan bir grup bilim insanı, enerji depolama için malzemelerin arayüzlerini incelemekte.

Elektronik pazarına lityum iyon piller ve süper kapasitörler hakim durumda. Çeşitli ortamlarda, özellikle yüksek veya düşük sıcaklıklarda güvenli ve verimli bir şekilde çalıştıkları bilinen elektrokimyasal enerji depolama veya EES cihazları gerektiren çoklu tüketici ve endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktalar.

Elektrolit, EES cihazlarında önemli bir bileşeni durumunda. Pozitif ve negatif elektrotlar arasında iyonları taşımak için iletken köprü olarak görev yapmakta. Bu işlemin ne kadar iyi gerçekleşeceği, cihazın performansını “pilin ne kadar hızlı şarj edilebileceği ve boşaldığında ne kadar güç sağlayabileceğini” belirlemekte.

Yapılan çalışmada, iyonik sıvılar geleneksel organik elektrolitlere güvenli bir alternatif olabileceği öngörülüyor. İyonik sıvılar veya IL’lerin kararlı olduğu ve yanıcı olmadığı ve buharlaşma eğiliminde olmadığı bilinmekte. Potansiyel olarak altı volta kadar çalışabilmeleri, daha yüksek enerji yoğunluğu imkanı sağlayabilmekte. (Standart bir ev pili yaklaşık 1,5 volt ve lityum iyon pil 3 ila 3,5 volttur.)

ORNL, Drexel, Boston Üniversitesi ve California Üniversitesi, Riverside’dan bilim adamları ekibi, tüm enerji depolama cihazının başarılı bir şekilde çalışabilmesi için bütünsel bir yaklaşım önermekte.

Gogotsi “Bu çalışmanın ana amacı, araştırma yönünü belirlemek, topluma çözüm arayacakları yere rehberlik etmek, iyonik sıvıların sunabileceği iyi şeylerden yararlanmak ve daha güvenli enerji depolaması için mevcut sorunları çözmektir” dedi.

Gelişmiş Malzemeler İle Daha Güvenli ve Daha Uzun Ömürlü Enerji Depolama

Binlerce iyonik sıvıyı çok sayıda yeni gelişmiş pil malzemesi seçeneğiyle eşleştirerek ilerlemek için, büyük miktarda veriyi ve olası kombinasyonları ve potansiyel sonuçları işlemek için hesaplama gücü, makine öğrenimi ve yapay zeka gerekmekte. Bu kapsamda ORNL’deki FIRST EFRC, piller, süperkapasitörler ve foto ve elektrokimyasal hücreler dahil olmak üzere gelişmiş enerji sistemlerinde ve cihazlarında bulunan sıvı-katı arayüzlerin temel anlayışını ve deneysel olarak doğrulanmış kavramsal ve hesaplamalı modellerini elde etmek için hesaplamalı bir modelleme yaklaşımı kullanıldı.

ORNL’den FIRST EFRC’yi yöneten Sheng Dai: Merkezimizin misyonu, nanoconfinement altında elektrolitin atomistik kökenlerinin ve birleşik elektron taşınmasının temel anlayışını ve doğrulanmış, öngörücü modellerini elde etmektir. Bu, kapasitif elektrik enerjisi depolamasında ve enerji ile ilgili diğer arayüz sistemlerinde dönüştürücü ilerlemeleri mümkün kılacaktır” diye ekledi.

Kaynak: Scitechdaily.com

Makale: “Electrode material–ionic liquid coupling for electrochemical energy storage” 23 July 2020, Nature Reviews Materials. DOI: 10.1038/s41578-020-0218-9

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Copy Protected by Chetans WP-Copyprotect.