Elektrikli araçlar veya elektronik cihazların minyatürizasyonu gibi gelişmeler, pillerde kullanılmak üzere yeni depolama malzemeleri gerektirir. Büyük depolama kapasitesiyle, silikonun geleneksel lityum-iyon pillerde kullanılan malzemelerin karşısında önemli avantajlara sahip olması beklenmektedir. Bununla birlikte, mekanik yönden kararsız olması nedeniyle, depolama teknolojilerinde silikonun kullanılabilmesi günümüze dek mümkün olmamıştır.
 |
| Silikon Elektronikte Bir Devrim Yaratmıştı. Şimdi Sıra Depolama Teknolojilerinde ! |
Kiel’de bulunan Christian-Albrechts-Universitesi (CAU) Malzeme Bilimi Enstitüsü'nden bir araştırma ekibi RENA Technologies GmbH şirketi ile işbirliği yaparak, yüzde 100 silikondan oluşan anotlar ve bunların endüstriyel olarak üretilebilmesi için bir konsept geliştirmek istiyor. Yüzeyleri mikro ölçekte dikkatlice yapılandırmak suretiyle ekip, silisyum(silikon)un depolama potansiyelinden tamamen faydalanabiliyor. Böylelikle şarj edilebilir piller ve yarının enerji depolama sistemlerine yönelik yepyeni bir yaklaşımla karşı karşıya geliyoruz. Bu çalışmanın paydaşları, silikon anot üretim ve uygulama imkanlarını Hannover Fuarında sunacaklar.
Silikon uzun süredir elektrikli araçlarda kullanım için umut veren seçeneklerden biri diyor malzeme bilimci Dr. med. Sandra Hansen. "Teorik olarak silikon, bataryalardaki anotlar için en iyi malzemedir. Geleneksel lityum iyon pillerdeki grafit anotlardan on kat daha fazla enerji depolayabilir. "Elektrikli arabalar daha uzun mesafeler kat edebilir, cep telefonu pilleri daha uzun süre dayanabilir ve şarj işlemi daha hızlıdır. Yarı metalin diğer bir avantajı sınırsız bir şekilde temin edilebilir olmasıdır. Sonuçta geleneksel kum neredeyse tamamen silikadan oluşur. Hansen, “Silikon, oksijenden sonra dünyanın ikinci en bol elementi ve dolayısıyla neredeyse sınırsız, uygun maliyetli bir kaynaktır” diye devam etti.
Sorun: Ömür
Ancak şimdiye kadar, silikon anotların ömrü pillerde kullanmak için çok düşüktü. Nedeni malzemenin yüksek hassasiyeti. Şarj sırasında lityum iyonları anot ve katot arasında ileri ve geri hareket eder. En yüksek enerji yoğunluğuna sahip olan silikon, çok miktarda lityum iyonunu kendisine çeker. Sonuç olarak, yüzde 400 oranında genişler ve bir süre sonra da kırılır.
Kiel Malzeme Bilimi Enstitüsü yaklaşık 30 yıldır silikon üzerinde araştırmalarını sürdürmekte. Bugüne kadar elde edilen bulgular - RENA Technologies GmbH'nın güneş enerjisi teknolojisindeki silikon tecrübesi ile birleştiğinde, aküler için yüzde 100 silikondan üretilmiş anotların üretilmesi hedefine ulaşma sürecine katkıda bulunmaya devam ediyor. Böylelikle silikon kullanılan bu bataryaların depolama potansiyellerinin en üst düzeye çıkması bekleniyor. Geleneksel, şarj edilebilir pillerdeki anotlar şu ana kadar yaklaşık yüzde 10 ila 15 arasında silikondan oluşmaktaydı. Geçtiğimiz yıl, Alman Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı (BMBF) tarafından bir milyon avroyla finanse edilerek "Lityum-kükürt-silikon enerji depolama sistemleri için büyük ölçekli, gözenekli Si-film anotlarının geliştirilmesi ve karakterizasyonu" adlı bir ortak araştırma projesi başlatıldı. Projenin amacı, güçlü bir silikon batarya geliştirmek ve maliyet yönünden etkin ve endüstriyel üretime dönük olarak bir konsept geliştirmektir.
 |
| Bir Pilin Anot Malzemesindeki Silikon Telcikler (75 Mikrometre Yüksekliğinde 1 Mikrometre çapında ) |
RENA Technologies GmbH Teknoloji Kıdemli Başkan Yardımcısı Holger H. Kühnlein "CAU ve RENA arasındaki işbirliği, temel araştırmalardaki onlarca yıllık deneyimi en verimli endüstriyel proses ve tesis geliştirme uzmanlığıyla birleştiriyor" diyerek konunun önemini vurguluyor. Bugüne kadar silikon malzemeler hakkında yapılan araştırmalarda öncü konumunda bulunan CAU'daki “İşlevsel Nano Malzemeler” çalışma grubunun başkanı Profesör Rainer Adelung, "Böylece, temel üniversite araştırmalarından elde edilen bilgileri mümkün olduğu kadar endüstriyel uygulama sahasına aktarıyoruz " diye ekliyor. Adelung: "Bu gerçek bir inovasyon transferi."
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder