Organik katot malzemeleri, günümüz lityum iyon pillerine hakim olan kobalt ve nikel bazlı bileşiklere güvenilir bir alternatif olarak ortaya çıkıyor. Bol miktarda bulunan moleküler öncüllerden üretilen bu polimer sistemler, ayarlanabilir elektrokimyasal özelliklerin yanı sıra doğal yapısal esneklik sunuyor.
CarNewsChina’ya göre, Nature dergisinde yayınlanan bir çalışmada, Tianjin Üniversitesi’nden Profesör Xun Yinhua ve Güney Çin Teknoloji Üniversitesi’nden Profesör Huang Fei liderliğindeki bir ekip, katot olarak yeni tasarlanmış bir n-tipi iletken polimer kullanan ilk pratik organik lityum pili bildirdi.
Organik elektrikli araç bataryası
Araştırmacılar, hücrelerin bükülme, gerilme ve sıkıştırma altında mekanik bütünlüğünü koruduğunu buldu. Ayrıca, yapısal arıza veya kontrolsüz enerji salınımı olmadan iğne batırma testleri de dahil olmak üzere sıkı güvenlik değerlendirmelerinden geçtiler. Malzemenin esnekliği, onu esnek elektronik ve giyilebilir enerji depolama sistemlerinde potansiyel kullanım için daha da uygun hale getiriyor.
Prototipin özünde, poli(benzodifurandion) veya PBFDO olarak bilinen iletken bir polimer bulunmaktadır. Bu malzeme, hızlı lityum iyon hareketini, güçlü elektriksel iletkenliği ve düşük çözünürlüğü destekliyor. Bu üç özellik, kararlı ve yüksek performanslı piller için kritik öneme sahip.
Araştırmacılar, bu polimeri kullanarak, kilogram başına 250 watt-saatin üzerinde enerji yoğunluğuna sahip 2,5 amper-saatlik poşet piller ürettiler. Piller, yaklaşık -94°F ile 176°F arasında geniş bir sıcaklık aralığında çalışır durumda kaldı. Ayrıca, yaklaşık 42 miliamper-saat/santimetre kare yüksek alan kapasitesi ve 206 miligram/santimetre kareye kadar kütle yüklemesi elde ettiler.
CarNewsChina’nın yazdığına göre, bu rakamlar organik prototipi geleneksel lityum iyon pillerinin performans sınırları içine yerleştirirken, metal ağırlıklı katotlar yerine organik kimyaya dayalı yeni bir malzeme platformu sunuyor. Dünyanın dört bir yanında araştırmacılar, ağır metallere daha az ve sürdürülebilir organik malzemelere daha çok dayanan piller geliştirmek için yarışıyor. Japonya, Güney Kore ve Avrupa genelindeki ekipler, geleneksel metal bazlı kimyalara alternatif olarak organik katotları ve elektrotları araştırıyor.
