Yeni lityum sülfür bataryalar
Lityum sülfür bataryalar geleceğin enerji depolama teknolojisi olacak. Yeni geliştirilen sülfür içerikli gözenekli nano parçacıklar ile pil performansı olağanüstü artıyor.
Akıllı telefonlardan elektrikli araçlara kadar, günümüzde kullandığımız birçok elektrikli ve elektronik cihaz için enerji depolama konusu hayati önem taşıyor. Bu cihazların günlük hayatımıza iyice yerleşmesi ile pillerin hafif, ucuz ve yüksek enerji kapasitesine sahip olması gerekiyor. Uzun bir süredir kullanılan lityum iyon pillerin artık potansiyellerinin sınırına ulaşması nedeniyle uzmanlar yüzlerini yeni bir teknolojiye doğru çevirdiler: Lityum sülfür bataryalar.
Lityum sülfür bataryalar, yüksek enerji yoğunluğuna sahip şarj edilebilir galvanik hücrelerdir. Lityum ve sülfür atomlarının görece olarak düşük atomik ağırlığa sahip olmaları nedeniyle lityum sülfür bataryalar neredeyse suyun yoğunluğu ile aynı özkütleye sahip. Son yapılan çalışmalar ile enerji kapasitesi arttırılmış olan lityum sülfür bataryalar, lityum iyon bataryaların yerini alacak gibi görünüyor.
Kanada’daki Waterloo Üniversitesi’nden Linda Nazar ve Almanya’daki Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi’den Prof. Thomas Bein’in önderliğindeki çalışma ekibi, gözenekli karbon nano parçacıkları kullanarak sülfür moleküllerinin enerji verimliliğini çok büyük oranda arttırdılar.
Sülfür molekülleri sistemde önemli bir role sahip. Normal şartlar altında sülfür molekülleri, her sülfür atomuna karşılık iki lityum iyonu absorbe edebiliyor. Bu da malzemenin düşük kütlesine rağmen yüksek enerji yoğunluğuna sahip olmasını sağlıyor. Diğer yandan sülfür düşük iletkenliğe sahip bir madde, bu da şarj ve deşarj durumlarında elektronların zorlukla hareket edebilmesi demek. Bu zorluğu aşmak için Almanya’daki Münih Nanosistemler Girişimi (Nanosystems Initiative Munich – NIM) sülfür moleküllerine nano yapılı iletken materyaller eşleyerek elektron transferini arttırmak üzere yüzeylerini arttırdılar. Bu sayede sülfür atomları, neredeyse tüm lityum iyonlarını absorbe edebilecek hale geldi.
2008 yılında başlayan çalışmaların ardından bu yeni gelişme ile lityum sülfür bataryalar için büyük adım atılmış oldu.
