Araştırmacılar Linköping Üniversitesi İsveç’te çinko ve ligninden yapılmış ve 8.000’den fazla kez şarj edilebilen bir pil geliştirildi. Bu yenilik, özellikle elektriğe erişimin sınırlı olduğu bölgeler için uygun fiyatlı ve çevre dostu bir pil alternatifi sunmayı amaçlıyor.
“Güneş panelleri nispeten ucuz hale geldi ve düşük gelirli ülkelerdeki birçok insan bunları benimsedi. Ancak ekvatora yakın yerlerde güneş saat 18.00 civarında batıyor ve evleri ve işyerlerini elektriksiz bırakıyor.
Linköping Üniversitesi’nde organik elektronik profesörü Reverant Crispin, “Bu pil teknolojisinin, pahalı Li-ion pillerden daha düşük performansa sahip olsa bile, sonunda bu durumlara bir çözüm sunması umulmaktadır” diyor.
Pil Malzemelerindeki Gelişmeler
Organik Elektronik Laboratuvarı’ndaki araştırma grubu, Karlstad Üniversitesi ve Chalmers’taki araştırmacılarla birlikte, iki uygun maliyetli ve çevre dostu malzeme olan çinko ve lignin bazlı bir pil geliştirdi. Enerji yoğunluğu açısından kurşunla karşılaştırılabilir.asit piller ancak zehirli olan kurşunsuzdur.
Pil, performansının yaklaşık %80’ini korurken 8000 döngüden fazla kullanılabildiği için stabildir. Ek olarak pil şarjını yaklaşık bir hafta korur; bu, yalnızca birkaç saatte boşalan diğer benzer çinko bazlı pillerden önemli ölçüde daha uzundur.
Her ne kadar çinko bazlı piller, öncelikle şarj edilemeyen piller olarak halihazırda piyasada olsa da, yeniden şarj edilebilirlik özelliği uygun şekilde tanıtıldığında uzun vadede lityum iyon pilleri tamamlayacakları ve bazı durumlarda yerini alacakları öngörülüyor.
Maliyet Verimliliği ve Geri Dönüşüm
“Lityum iyon piller doğru kullanıldığında faydalı olsa da, kobalt gibi belirli elementler çıkarıldığında patlayıcı olabilir, geri dönüştürülmesi zor olabilir ve çevre ve insan hakları açısından sorunlu olabilir. Bu nedenle sürdürülebilir pilimiz, enerji yoğunluğunun kritik olmadığı durumlarda umut verici bir alternatif sunuyor” diyor LiU Organik Elektronik Laboratuvarı’nda araştırmacı olan Ziyauddin Khan.
Çinko pillerle ilgili sorun, öncelikle çinkonun pilin elektrolit çözeltisindeki suyla reaksiyona girmesi nedeniyle dayanıklılığın zayıf olmasıdır. Bu reaksiyon, hidrojen gazının oluşmasına ve çinkonun dendritik büyümesine yol açarak pili kullanılamaz hale getirir.
Çinkoyu stabilize etmek için potasyum poliakrilat bazlı polimer içinde su elektroliti (WiPSE) adı verilen bir madde kullanılır. Linköping’deki araştırmacıların gösterdiği şey, WiPSE’nin çinko ve lignin içeren bir pilde kullanıldığında stabilitenin çok yüksek olduğudur.
“Hem çinko hem de lignin çok ucuz ve pil kolayca geri dönüştürülebiliyor. Ve kullanım döngüsü başına maliyeti hesaplarsanız, lityum iyon pillerle karşılaştırıldığında son derece ucuz bir pil haline geldiğini görürsünüz” diyor Ziyauddin Khan.
Şu anda laboratuvarda geliştirilen piller küçüktür. Ancak araştırmacılar, hem lignin hem de çinkonun bolluğu sayesinde düşük maliyetle, kabaca bir araba aküsü boyutunda büyük piller üretebileceklerine inanıyorlar. Ancak seri üretim bir şirketin katılımını gerektirecektir.
Muhterem Crispin, İsveç’in yenilikçi bir ülke olarak konumunun, diğer ulusların daha sürdürülebilir alternatifleri benimsemesine yardımcı olmasını sağladığını ileri sürüyor.
“Düşük gelirli ülkelerin bizim yaptığımız hataların aynısını yapmamasına yardımcı olmayı görevimiz olarak görebiliriz. Altyapılarını oluştururken hemen yeşil teknolojiye başlamaları gerekiyor. Sürdürülemez teknoloji tanıtılırsa milyarlarca insan tarafından kullanılacak ve bu da bir iklim felaketine yol açacak” diyor Reverant Crispin.
Referans: Divyaratan Kumar, Leandro R. Franco, Nicole Abdou, Rui Shu, Anna Martinelli, C. Moyses Araujo, Johannes Gladisch, Viktor Gueskine, “Uzun Ömürlü Şarj Edilebilir Sulu Çinko-Lignin Pil için Polimer İçinde Su Elektroliti”, Muhterem Crispin ve Ziyauddin Khan, 07 Mayıs 2024.
Finansman: Knut ve Alice Wallenbergs Stiftelse, Wallenberg Ahşap Bilim Merkezi, Vetenskapsrådet, Stiftelsen Åforsk, İsveç hükümetinin Vinnova’daki Linköping Üniversitesi’ndeki gelişmiş fonksiyonel malzemeler (AFM) üzerine stratejik araştırma alanı.
0 Yorumlar