Queensland Üniversitesi Avustralya Biyomühendislik ve Nanoteknoloji Enstitüsü’ndeki (AIBN) araştırmacılar, şebeke ölçeğinde enerji depolamanın geliştirilmesine katkıda bulunabilecek yeni bir katı elektrolit geliştirdiler. Malzeme sodyum metal pillerde (SMB) test edildi ve umut verici bir performans gösterdi.
Yeni katı elektrolit sodyum metal pillerde test edildi
Testlerde, yeni malzemeyi kullanan bir pil 80°C’de (176°F) 5.000 saatten fazla çalıştı ve 1.000 şarj döngüsünden sonra kapasitesinin %91’inden fazlasını korudu. Bu performans seviyesi, KOBİ’lerin yenilenebilir enerji depolamadaki potansiyel kullanımları açısından önemli. AIBN Grup Lideri Dr. Cheng Zhang: “Bu tür uzun vadeli performans, şebeke düzeyinde enerji depolaması için olmazsa olmazdır” dedi.
Sodyum metal piller, düşük maliyeti ve bol miktarda sodyum içermesi nedeniyle lityum iyon teknolojisine potansiyel bir alternatif olarak kabul edilmektedir. Ancak, güvenlik endişeleri nedeniyle kullanımları sınırlıdır. Asıl sorun, iyonların hareketini kolaylaştıran ortam olan pilin elektrolitidir. Çoğu geleneksel pil, yanıcı olan sıvı bir elektrolit kullanır.
Dr. Zhang: “Bu sıvılar yanıcıdır ve aşırı ısınarak elektrikli araçlarda ve e-scooter bataryalarında gördüğümüz yangınlara neden olabilir” diye açıkladı. Bu yangınlar genellikle dendritlerin (pilin içinde büyüyüp kısa devrelere yol açabilen küçük, keskin metal sivri uçlar) oluşmasıyla başlar.
Dr. Zhang: “Bu tür bir büyüme genellikle elektrolitin tekrarlanan şarj döngülerinden sonra kararsız hale gelmesiyle meydana gelir ve bu da pili hem güvenilmez hem de emniyetsiz hale getirir” diye ekledi.
Bu güvenlik sorununu gidermek için Dr. Zhang ve doktora öğrencisi Zhou Chen, florlu blok kopolimeri P(Na3-EO7)-PFPE adı verilen yeni bir katı elektrolit geliştirdiler. Bu katı, plastik benzeri malzeme yanıcı değildir ve dendrit büyümesini engellemek üzere tasarlanmıştır. Araştırmacılar, malzemenin iç yapısını gövde merkezli kübik bir yapıya dönüştürdüler. Bu yapı, sodyum iyonlarının malzeme içinde verimli bir şekilde hareket etmesini sağlayan mikroskobik tüneller oluşturuyor.
