MIT'deki mühendisler, alüminyum , kükürt ve tuz gibi yaygın malzemeleri kullanarak yeni bir pil tasarımı geliştirdiler. Pil sadece düşük maliyetli olmakla kalmaz, aynı zamanda yangına ve arızalara karşı dayanıklıdır ve çok hızlı şarj edilebilir, bu da onu bir eve güç sağlamak veya elektrikli araçları şarj etmek için faydalı hale getirebilir.
Lityum iyon piller, güvenilirlikleri ve yüksek enerji yoğunlukları sayesinde son birkaç on yılda bu alana hakim olmuştur. Bununla birlikte, lityum daha kıt ve daha pahalı hale geliyor ve hücreler, hasar görürse veya yanlış kullanılırsa tehlikeli olabilir, patlayabilir veya alev alabilir. Özellikle dünya yenilenebilir enerji ve elektrikli araçlara geçerken daha ucuz, daha güvenli alternatiflere ihtiyaç duyulmaktadır.
Böylece MIT ekibi, kolayca bulunabilen, ucuz malzemelerden yeni bir pil türü tasarlamaya koyuldu. Bir arama ve biraz deneme yanılma sonrasında, bir elektrot için alüminyum ve diğeri için kükürt üzerine yerleştiler ve bir elektrolit erimiş kloro-alüminat tuzu ile tamamlandılar. Bu bileşenlerin tümü sadece ucuz ve yaygın olmakla kalmaz, aynı zamanda yanıcı değildir, bu nedenle yangın veya patlama riski yoktur.
Testlerde ekip, yeni pil hücrelerinin yüzlerce şarj döngüsüne dayanabileceğini ve çok hızlı bir şekilde – bazı deneylerde bir dakikadan daha kısa sürede – şarj olabileceğini gösterdi. Hücreler, benzer büyüklükteki bir lityum iyon hücrenin fiyatının sadece altıda birine mal olacak.
Sadece 200 °C'ye kadar yüksek sıcaklıklarda çalışamazlar, aynı zamanda daha sıcak olduğunda daha iyi çalışırlar - 110 °C'de , piller 25 °C'de olduğundan 25 kat daha hızlı şarj olur . Daha da önemlisi, araştırmacılar, pilin bu yüksek sıcaklığa ulaşmak için herhangi bir harici enerjiye ihtiyaç duymadığını söylüyor - normal şarj ve deşarj döngüsü, pili o kadar sıcak tutmak için yeterli.
Elektrolitteki tuzun türü düşük bir erime noktasına sahip olduğu için seçilmiş olsa da, tesadüfen başka bir faydası daha vardır - doğal olarak dendrit oluşumunu engeller. Kısa devreye neden olana kadar iki elektrot arasında kademeli olarak büyüyen bu metal dallar, piller, özellikle de lityum iyon hücreler için büyük bir engeldir.
Ekip, bu pil tasarımının, tek bir eve yenilenebilir kaynaklardan güç sağlamak gibi birkaç düzine kilovat saat ölçeğine en uygun olacağını söylüyor. Hızlı şarjları sayesinde elektrikli araçlar için şarj istasyonları olarak da faydalı olabilirler. Erimiş tuz elektroliti ve alüminyum ve nikel elektrotları kullanan yeni bir tasarım gibi diğer pil türleri, ızgara ölçeğinde daha iyi çalışabilir.
Alüminyum-kükürt pillerin patentleri, tasarımı açıklayan çalışmanın yazarlarından biri tarafından ortaklaşa kurulan Avanti adlı bir yan şirkete lisanslanmıştır. İlk iş, onu uygun ölçekte inşa etmek ve stres testlerinden geçirmektir.
0 Yorumlar