Elektrikli uçaklar ve daha iyi elektrikli arabalar hedefi artık çok daha yakın. Japonya Ulusal Malzeme Bilimi Enstitüsü (NIMS) ve karbon uzmanı şirket Toyo Tanso’dan oluşan ortak bir araştırma ekibi, lityum-hava pillerinin performansını artırabilecek yeni bir karbon elektrot geliştirdiklerini duyurdu.
Lityum-hava pili ile yeni umutlar
İlginç bir şekilde, ekip 4 cm x 4 cm elektrotlu 1 Wh sınıfı yığınlı lityum-hava pil prototipi üretti ve stabil çalıştığını doğruladı. Bu, teknolojinin endüstri için ölçeklendirilebileceğini kanıtlıyor.
Bu piller hafif ve yüksek enerjili oldukları için elektrikli uçaklar ve elektrikli araçlar gibi sektörler için önem taşıyor. Bu gelişme, bu “en üst düzey şarj edilebilir pillerin” ömrünü kısaltan üç ölümcül kusuru (düşük çıkış, kısa ömür ve zayıf ölçeklenebilirlik) ele alıyor.
Lityum-hava pili uzun zamandır heyecan verici bir fikirdi. Mevcut lityum-iyon pillerden çok daha fazla enerji depoluyor ve uzun sürüş veya uçuş mesafeleri vaat ediyor. Ancak araştırmacıların daha önce ürettiği, genellikle 0,01 Wh (watt-saat) veya daha az olan küçük piller, mikroçipten daha büyük herhangi bir şey için çok zayıftı.
[bkz url= https://www.techinside.com/bluesky-seffaflik-odakli-iyilestirmeler-yapiyor/]
NIMS, 2021 yılında standart lityum iyon pillerin enerji yoğunluğunun iki katından fazla olan yaklaşık 500 Wh/kg güç sağlayan bir lityum hava pili geliştirdi. Ancak, bu pilin pratik olarak kullanılabilmesi için daha yüksek güç çıkışı ve daha uzun bir kullanım ömrü ile geliştirilmesi gerekiyor.
Temel zorluk, doğru gözeneklilik ve stabiliteye sahip karbon bazlı pozitif bir elektrot tasarlamak oldu. Bu yeni çalışmada, NIMS-Toyo Tanso işbirliği, daha büyük lityum-hava pillerinin geliştirilmesini ilerletmek için bir karbon elektrot geliştirdi.
Elektrot üretimi için, kontrollü mezogözenekli yapısıyla bilinen Toyo Tanso’nun “CNovel” gözenekli karbonu, NIMS’in kendi kendine ayakta duran karbon membranlar üretmeye yönelik benzersiz teknolojisiyle birleştirildi. Bu kombinasyon, katmanlı gözenekli bir yapıya sahip bir karbon elektrot oluşturdu. Tasarım, iyonların hareketini ve pilin kimyasal tepkime vermesini iyileştiriyor.