Sıvı metal pil!

Austin’deki Texas Üniversitesi’ndeki Cockrell Mühendislik Okulu’ndaki araştırmacılar, temel eksikliklerini ortadan kaldırırken ve enerji tasarrufu yaparken mevcut seçeneklerin birçok faydasını birleştiren yeni bir pil türü geliştirdiler.

Pillerin çoğu, portatif elektronik cihazlar için lityum iyon piller gibi katı hal elektrotlarından veya akıllı şebekeler için debi piller dahil olmak üzere sıvı hal elektrotlarından oluşur. UT araştırmacıları, hem sıvı hem de katı hal pillerinin dünyasının en iyilerini içeren “oda sıcaklığında tamamen sıvı metal pil” adını verdiler .

Katı hal piller enerji depolama için önemli kapasiteye sahiptir , ancak tipik olarak zaman içinde bozulmalarına ve daha az verimli olmalarına neden olan çok sayıda sorunla karşılaşırlar. Sıvı haldeki piller, satılan devlet cihazlarının uzun süreli bozulması olmadan daha verimli enerji sağlayabilir, ancak yüksek enerji taleplerine yetersiz kalırlar veya elektrotları sürekli ısıtmak ve erimiş halde tutmak için önemli kaynaklar gerektirirler.

Araştırmacılara göre, takımın bataryasındaki metalik elektrotlar, sıvı metal batarya için kaydedilen en düşük çalışma sıcaklığı olan 20 derece Santigrat (68 derece Fahrenheit) sıcaklıkta sıvılaştırılabilir. Bu büyük bir değişikliği temsil eder, çünkü mevcut sıvı-metal piller 240 santigrat derecenin üzerindeki sıcaklıklarda tutulmalıdır.

Yardımcı doçent Guihua Yu’nun araştırmalarında doktora sonrası araştırmacı Yu Ding, “Bu pil, daha fazla enerji, artan kararlılık ve esneklik de dahil olmak üzere hem katı hem de sıvı durumun, ilgili dezavantajlar olmadan tüm faydalarını sağlayabilir,” dedi. Makine Mühendisliği Bölümünde bir grup. Ding, ekibin yakın zamanda Advanced Materials’da yayınladığı oda sıcaklığı bataryası üzerine bir makalenin baş yazarıdır .

Akü, anot olarak bir sodyum-potasyum alaşımı ve katot olarak bir galyum bazlı alaşımı içerir. Makalede araştırmacılar, farklı malzemeler kullanarak daha düşük erime noktalarına sahip bir pil oluşturmanın mümkün olabileceğini belirtiyorlar.

Oda sıcaklığı pili , çoğu kişisel elektronikin omurgası olan günümüzün lityum iyon pillerinden daha fazla güç vaat ediyor . Araştırmacılar, enerjiyi birkaç kez daha hızlı şarj edip sunabileceğini söyledi.

Sıvı bileşenler nedeniyle, batarya, gereken güce bağlı olarak kolayca yukarı veya aşağı ölçeklendirilebilir. Pil ne kadar büyük olursa, o kadar fazla güç sağlayabilir. Bu esneklik, bu pillerin akıllı telefonlardan ve saatlerden yenilenebilir enerjiye doğru hareketi destekleyen altyapıya kadar her şeye potansiyel olarak güç vermesini sağlıyor.

Profesör Yu, “Sıvı metalin geleneksel elektrotların yerine gelecek vaat eden bir alternatif sağlayabildiğini görmek bizi heyecanlandırıyor.” Dedi. ” Gösterilen yüksek enerji ve güç yoğunluğu göz önüne alındığında , bu yenilikçi hücre hem akıllı şebeke hem de giyilebilir elektronik cihazlar için potansiyel olarak uygulanabilir.”

Araştırmacılar bu projeye üç yıldan fazla zaman harcadı, ancak iş henüz yapılmadı. Bu yeni pilin bel kemiğini oluşturan elementlerin çoğu, geleneksel pillerdeki bazı önemli malzemelerden daha boldur ve bu da onları büyük ölçekte üretilmesi potansiyel olarak daha kolay ve daha ucuz hale getirir. Bununla birlikte, galyum pahalı bir malzeme olmaya devam etmektedir. Üretim maliyetini düşürürken aynı performansı sağlayabilen alternatif malzemeler bulmak önemli bir sorun olmaya devam ediyor.

Oda sıcaklığı pilinin gücünü artırmanın bir sonraki adımı, elektrolitlerin ( elektrik yükünün pilin içinden akmasına izin veren bileşenler) geliştirilmesidir .

“Eden, ancak pil akımı aşamada yüksek sıcaklıkta, sıvı metal piller ile rekabet edemez gelişmiş elektrolitler, yüksek iletkenliğe sahip tasarlanmış olması halinde, daha iyi bir güç kapasitesi beklenen,” Ding söyledi.