Down Under'da heyecan verici bir şeyler yaklaşıyor ve hayır, bu başka bir Crocodile Dundee filmi değil. Avustralyalı araştırmacılar, pil dünyasında büyük bir atılımla övünüyor ve potansiyel olarak elektrikli araçlar ve akıllı telefonlar için oyunun kurallarını değiştiriyor. Oyun değiştiricinin adı? Lityum-kükürt (Li-S) pil.
Melbourne'daki Monash Üniversitesi'nde geliştirilen yeni Li-S pil tasarımı, hepimizin bildiği (ve bazen isteksizce değiştirdiği) geleneksel lityum iyon pillere göre etkileyici bir dizi avantaj sunuyor. Yarı maliyetle çalarken beş kat daha fazla enerjiye sahip olan yeni pil teknolojisi, dünyanın aradığı Kutsal Kase'ye benziyor.
Bu ilerlemenin özü, kullanılan lityum miktarının azaltılması ve pilin ömrünün önemli ölçüde artırılması etrafında dönüyor. Ancak dikkat çeken yalnızca gelişmiş uzun ömürlülük değil. Bu Monash sihirbazları, daha basit bir ifadeyle, bütçeyi kolaylaştıran ve daha fazla enerji toplayan yeni ve şık bir tasarım olan "nano gözenekli polimer kaplı lityum folyo anot"u tanıttılar.
Tarihsel olarak Li-S pillerde, buna "istenmeyen kimya" diyebiliriz. Lityum anot ve kükürt katotları karışmaya karar verdiğinde, pili ve elektroliti bozabilecek dendritler (ağaç benzeri yapılar) ürettiler. Sonuç olarak, bu piller bazen 50 döngüden sonra çalışmayı bırakıyor. Ve oldukça dramatik bir çıkışta bazen kısa devre yapıp yanıcı elektroliti ateşe veriyorlardı. Battery Land'deki dramatik bir pembe diziye benziyor, değil mi? Lityum-iyon piller de masum değil, ara sıra alev alıyor.
Ancak, her zaman hevesli doktora öğrencisi Declan McNamara'nın liderliğindeki Monash araştırmacıları, bu melodramatik sorunlara bir çare buldular. Bir kağıt yaprağından daha ince olan ve çok küçük deliklerle (bir nanometre genişliğinden daha az) dolu olan polimer kaplamaları bir tür bekçi görevi görüyor. Lityum iyonlarının serbestçe dolaşmasına izin verirken diğer müdahaleci kimyasalları engeller. McNamara'ya göre bu kaplama sadece bir gardiyan olarak değil, aynı zamanda bir destek sistemi olarak da hareket ederek lityumun şarj ve deşarj kaçışlarına yardımcı oluyor.
McNamara şöyle açıklıyor: "Metalik lityumun sınırsız enerjiye sahip bir genç olduğunu düşünürseniz, kötü bir pil sadece bu enerjinin boşa gitmesine neden olur", diye açıklıyor McNamara, "Ancak, doğru şekilde kullanılırsa bu enerji, oluşturulması kolay olağanüstü depolama cihazlarının ortaya çıkmasına yol açabilir. Bu yeni kaplama bizi verimli Li-S piller üretmeye bir adım daha yaklaştırıyor."
McNamara'yı destekleyen Profesör Mainak Majumder, çalışmanın, daha önce Li-S pillerin meşhur Aşil topuğu olan Li-metal'i hızlı çürümeden korumak için yeni bir plan ortaya koyduğuna dikkat çekiyor. Düşünce kuruluşunun diğer bir üyesi olan Profesör Matthew Hill'e göre bu piller, özellikle elektrikli araçlara, uçaklara ve elektronik cihazlara olan talebin arttığı bir dönemde, gelişmiş enerji çözümlerine aç olan bir pazar için bir sonraki büyük şey olabilir.
Li-S batarya şu sıralar ilgi odağı olsa da batarya evreninin çok geniş olduğunu unutmamak gerekiyor. Çinko-iyon, sodyum-iyon ve demir-hava gibi diğer tomurcuklanan rakipler de pastadan bir dilim için lityum-iyonun uzun süredir devam eden saltanatına meydan okumak için yarışıyorlar.
