Rice Üniversitesi mühendisleri, lityum iyon pilleri daha verimli hale getirmenin bir yolunu bulmuş olabilir. Raporlara göre araştırmacılar, lityum kaybını azaltmaya yardımcı olan ve bir pilin yaşam döngüsünü iyileştiren, ön-lityumlama (prelithiation) olarak bilinen bir süreci optimize eden ölçeklenebilir bir yöntem geliştirdiler. İşlem, silikon anotların daha kararlı bir lityum metal parçacığı ile kaplanmasını temel alıyor.

Bu gelişme, Rice laboratuvarındaki bir kimya ve biyomoleküler mühendisinin anotların üzerine parçacık karışımından bir kat püskürtmeyi denemesi ile ortaya çıktı. Mühendis Sibani Lisa Biswal, anotların üzerine yeterince püskürtme yapmanın pil ömrünü yüzde 22 ile 44 arasında iyileştirdiğini buldu. Ayrıca, daha fazla miktarda kaplamaya sahip pil hücreleri daha yüksek verimlilik sağlayabiliyordu.

Bu gelişme çok önemli ve pille çalışan cihazları günlük hayatımızda kullanma şeklimizi tamamen değiştirebilir. Telefonlar, akıllı saatler ve pille çalışan diğer çeşitli ürünler, ihtiyaç duydukları elektriği üretmek için lityumla çalışan pilleri kullanıyor. Üzerlerine bu parçacıkların püskürtülmesi ile lityum pillerin çalışma verimliliğini artırabilirsek, birçok alanda pil ömrünü iyileştirebiliriz.

Ancak bu sürecin bir dezavantajı da bulunuyor. Tam kapasitede çalıştırıldığında (yüzde 100’e kadar şarj edildiğinde), üzerinde parçacıklar bulunan piller sonraki döngülerde daha hızlı tükenmeye başladı. Bulguları detaylandıran tam bir çalışma ACS Applied Energy Materials’da yayınlandı.

Elbette, diğer gelişmeler de pillerin daha verimli olmasına yardımcı olabilir. Öncelikle, lityum iyon pillerdeki grafiti silikonla değiştirmek, daha iyi bir enerji yoğunluğu sağlar. Bunun nedeni, grafitin silisyumdan daha az lityum iyonu toplayabilmesidir. Şu anda genel lityum iyon pillerde bu değişimin yapılması için yoğun bir baskı bulunuyor.

Ancak lityum iyon pillerin verimliliğini artıran yeni parçacık spreyi gibi pillerdeki silikonun da bazı negatif yanları bulunuyor. Buradaki en büyük sorun, silikonun, aslında lityumu tüketen ve dolayısıyla pili hızla tüketen katı elektrolit ara fazı oluşturabilmesi.

Eğer bu sorunun üstesinden gelebilirsek, bu yeni parçacık ve lityum iyon pillerde silikon kullanımı daha uzun ömürlü ve daha güvenilir piller sağlayabilir. Pildeki gelişmeler bilim dünyasını şaşırtmaya devam ediyor ve bu keşiflerin devam etmesini ve sonunda bir şekilde daha geniş tüketici pazarına ulaşmasını umabiliriz.

Kaynak: Chip