Yeterli bir güç kaynağından pek fazla şey beklememeliyiz; bilhassa de, çalışırken fırın gibi sıcak olmamasını… Zira bunu değiştirmek olanaksız.
Florür, yüzlerce senedir, lityum iyon piller ile yarışabilecek bir rakip gibi görülmüştü. 150 Celsius dereceden daha yüksek bir sıcaklıkta pişmeye ihtiyaç duymasaydı, rakibinden daha önde olabilirdi. Şimdiyse, pil piyasasında işler değişmeye başlıyor gibi görünüyor.
Caltech’de araştırmacı olan ve 2005 seneninde Nobel Kimya Ödülü’nü kazanmasıyla bilinen Robert Grubbs, “Florür pillerin enerji yoğunluğu daha yüksek olabilir, başka bir deyişle daha uzun müddet dayanabilirler; bugün kullandığımız pillerden sekiz kata kadar daha uzun müddet” diyor.
Bu vaziyet, akıllı telefonunuzu günde bir kez yerine, haftada bir kez fişe takabileceğiniz mananına geliyor. Bunun yanısıra uzay araçları, daha küçük bir hücreye daha fazla güç sığdırarak, hayati ehemmiyet taşıyan ağırlık miktarından tasarruf edebilir.
Akıllı aletlerinize güç veren elektrokimyasal teknoloji tipi, pozitif yüklü lityum ‘Li2+’ katyonlarından faydalanıyor ve bunları bir tür kimyevi ‘piston’ gibi kullanarak, bir devre üzerinden elektrik yükü çekiyor.
Tam dolu şarjda, pilin anot bölümünü bir katyon arzı kaplıyor. Devre kapandığı vakit, iyonlar katoda akın ediyor ve o çok önemli işi yerine getiren bir akım oluşturuyorlar. Hücreyi sıfırlamak için şart olan tüm şey ise, lityum pistonunu yine geri ‘ittiren’ bir gerilim.
Elbette, bu piston ters şekilde de çalışabiliyor. Florür gibi negatif iyonlar (F-) da, elektronları bir iletkenin üzerinden çekmek için gereken bu gerilimi oluşturabiliyorlarmış.
Aslında, iyon başına daha düşük miktarda yük barındırdıkları için, kimi durumlarda çok daha iyi bir iş dahi çıkartabiliyorlarmış.
NASA’nın Jet İtiş Laboratuvarı’nda araştırmacı olan Simon Jones, “Daha uzun süre dayanan bir pil yapmak için, daha büyük miktarda yük taşımanız gerekir” diyor.
“Ansızın fazla yüklü metal katyonları taşımak zor ancak, daha kolay yolculuk eden ve tek yüklü olan birkaç anyon taşınarak da benzer bir netice ele geçirilebilir.”
Aradaki fark, üzerinde içecek bulunan bir tepsi taşıyan bir garson göndermeye benziyor. Tek garsonun içecekli bir tepsi taşıması daha randımanlı gibi görünebilir, fakat her birinde bir içecek bulunan iki tane esnek garson, çok daha atik olur ve içecekleri çok daha kolay toplar.
Hal böyle olunca, küçük anyonlara dayanan teknoloji, teorisel bakımdan daha iyi bir pil alana getirebilir. Üstelik florür, yeterince düşük bir atom kütlesine sahip ve bu yüzden, anyon ile ilgili 1970’lerden beri dikkatleri üzerine çekmişti.
“Ancak florür ile çalışmak zor olabilir; özellikle de çok aşındırıcı ve reaksiyonsal bir madde olduğu için” diyor Grubbs.
Bu durum, kimsenin işlevsel bir florür iyon pili oluşturamadığı mananına gelmiyor. Fakat iyonlar katı bir yapının parçası olduklarından, düşünebileceğiniz üzere çok kolay şekilde kaymıyorlar. En azından, oda sıcaklığında böyleler.
150 Celsius derecenin ötesinde, bu durum pek mesele olmuyor. Tabi bu sefer de pil, kek yapılabilecek bir sıcaklığa çıkıyor.
Caltech araştırmacıları, bu sorunun üstesinden gelmek emeliyle, bis(2,2,2-trifloroetil)eter (veya kısa isimiyle BTFE) isimi verilen bir elektrolit çözücüsünü tecrübe etmişler.
Çözücü, florür anyonlarının, elektrotların arasında oda sıcaklığında yer değiştirmesini sağlamış. Araştırmacılar daha sonra, katkı maddeleriyle beraber verimi artırmanın yollarını bulmak emeliyle çeşitli örnekler yürütmüşler.
Oluşturulan nihaî yöntem balanslıymış ve yüksek bir iletkenliğe imkan sağlayıp, çeşitli gerilimlerde çalışmaya müsaade ediyormuş.
Bu sıvı ile bakır-lantan triflorürü eşleştiren araştırmacılar, anyona dayanan ve ısı yükselmeden şarj edilip boşaltılabilen verimli bir pil oluşturmanın olası olduğunu bulmuşlar.
“Geliştirme itibariyle hâlâ ilk mertebelerdeyiz fakat bu, oda sıcaklığında çalışan ilk şarj edilebilir florür pili” diyor Jones.
ÖYLEYSE, haftalık telefon şarjları için biraz daha beklememiz gerekebilir. Bu heyecan verici teknolojinin piyasaya çıkmasını sabırsızlıkla bekliyoruz.
Araştırma Science bülteninde yayınlandı.
Kaynak : https://popsci.com.tr/20957-2/
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder