Elektrikli araç teknolojilerinde menzil yarışı sürerken lityum-iyon bataryaların yüksek voltaj altında yaşadığı ömür kısalması sektörde en kritik başlıklardan biri olmayı sürdürüyor. Özellikle nikel oranı yüksek katotlara sahip bataryalarda görülen oksijen kararsızlığı, hem güvenliği hem de kullanım ömrünü tehdit ediyor. Ancak Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (UNIST) gelen yeni bir araştırma, tüm bu sorunları kökten çözebilecek bir gelişmeyi işaret ediyor.
Bilim insanlarının geliştirdiği jel polimer elektrolit, batarya yaşlanmasını üç kata kadar azaltarak hem menzili hem de güvenliği önemli ölçüde iyileştiriyor.
Oksijen kararsızlığı: Yüksek voltajlı bataryaların görünmeyen düşmanı
Elektrikli araçlarda kullanılan yüksek voltajlı bataryalar, katot yüzeyindeki oksijenin zamanla serbest kalması nedeniyle ciddi bir riskle karşı karşıya kalıyor. Serbest kalan oksijenin kimyasal etkileşimi şu sorunlara yol açıyor:
-
Reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluşması
-
Elektrolitin parçalanması
-
Katot yapısının bozulması
-
Nikel çözünmesi ve iç gaz oluşumu
-
Bataryanın şişmesi ve hızla ömrünün azalması
Bu zincirleme etki, batarya performansını düşürmekle kalmıyor, aynı zamanda güvenlik açısından tehlike yaratıyor.
Jel elektrolit oksijen kaynaklı çöküşü durduruyor
UNIST’teki araştırma ekibi, antrasen ve nitril içeren polimer zincirlerinden oluşan yenilikçi bir jel elektrolit tasarladı. Bu özel malzeme, oksijen hareketliliğini kontrol ederek hem serbest kalmasını engelliyor hem de oluşan ROS’u etkisiz hale getiriyor.
Bu sayede yüksek voltajlı bataryalarda görülen kimyasal reaksiyonlar durdurularak bataryaya binen stres büyük ölçüde azaltılıyor.
Test sonuçları çığır açıcı: Ömür üç kata çıktı
Yapılan laboratuvar testleri, yeni jel elektrolitin performansını açıkça ortaya koydu:
-
4,55 V çalışma voltajında, bataryalar 500 döngü sonunda kapasitesinin %81’ini korudu.
-
Aynı koşullarda kullanılan geleneksel bataryalar 180 döngüde %80 kapasitenin altına düşüyor.
-
İç gaz oluşumu 6 kat daha az gerçekleşti, bu da batarya güvenliği açısından büyük bir avantaj sağladı.
Uzmanlar, bu sonuçların bataryaların hem kullanım ömrü hem de güvenlik seviyesinde ciddi bir sıçrama anlamına geldiğini söylüyor.
Yeni nesil enerji depolama için kapılar açılıyor
Jel elektrolitin getirileri yalnızca elektrikli araçlarla sınırlı değil. Teknolojinin daha hafif ve daha uzun ömürlü batarya tasarımlarına olanak sağlayacağı belirtiliyor. Bu durum özellikle:
-
Havacılık,
-
Drone teknolojileri,
-
Uydu sistemleri,
-
Büyük ölçekli enerji depolama tesisleri
için büyük fırsatlar yaratabilir. Daha az bakım ihtiyacı ve daha uzun çalışma süresi, enerji altyapıları için maliyetleri düşüren önemli bir adım niteliğinde.
Elektrikli araç rekabetinin hızlandığı bu dönemde, UNIST’in geliştirdiği jel elektrolit, batarya teknolojisinin geleceğini şekillendirebilecek devrim niteliğinde bir yenilik olarak görülüyor.
