ETH Zurich ve IBM Research Zurich‘deki araştırmacılar, küçük bir redoks akışlı pil ürettiler. Bu, yerden ve enerjiden tasarruf etmek için ayrı çiplerin krep şeklinde istiflendiği gelecekteki bilgisayar çip istiflerinin elektrik enerjisi ile beslenebileceği ve bu tür entegre akış pilleri ile aynı zamanda soğutulabileceği anlamına geliyor.
Akış bataryasında, iki sıvı elektrolitten elektrik üretmek için bir elektrokimyasal reaksiyon kullanılır; bunlar, kapalı bir elektrolit halkası vasıtasıyla dışarıdan akü hücresine pompalanır.
Bilim adamlarına göre, yeni mikro akışlı pilleri yaparken, karşılaşılan en ciddi sorun, bunları olabildiğince verimli bir şekilde elektrolitler ile besleyecek ve aynı zamanda pompalama gücünü olabildiğince düşük tutacak şekilde inşa etmekti. Marschewski, “İdeal ölçüyü bulmak önemliydi” diyor.
Bataryadaki elektrokimyasal reaksiyonlar, bir membranla ayrılmış iki ince ve gözenekli elektrot tabakasında oluşur. Marschewski ve meslektaşları elektrolit sıvısını gözenekli elektrot tabakasına olabildiğince etkili bir şekilde bastırmak için, 3D baskı teknolojisini kullanarak, bir polimer kanal sistemi oluşturdu. Test edilen çeşitli tasarımlardan en uygunu, kama şeklindeki kanallardan yapılmış modeldi.
Bilim adamları şimdi küçük bir akü bataryasının inşası için, bir konsept kanıtı sağladılar. Yeni mikro akışkan pilin güç yoğunluğu çok yüksek olmasına rağmen, üretilen elektrik, bilgisayar çipini çalıştırmak için hala yeterli değildir. Akış pilinin çip yığınında kullanılması için, endüstri ortakları tarafından daha da optimize edilmesi gerekecekti.
Bilim adamlarının işaret ettiği gibi, yeni yaklaşım da diğer uygulamalar için ilginç: Örneğin enerji ile tedarik edilmesi ve soğutulması gereken lazerlerde ya da üretilen elektriğin doğrudan pil hücresine depolanabileceği ve daha sonra gerektiğinde kullanabileceği güneş pilleri gibi uygulamalarda… Sistem aynı zamanda güneş pilinin çalışma sıcaklığını ideal seviyede tutabilir.
Piller, enerjiyi kimyasal biçimde depolar ve elektrokimyasal reaksiyonlar yoluyla elektriğe dönüştürürler. Konvansiyonel (iyon) pillerde, enerji iki sabit elektrotta saklanır. Ancak akışlı pillerde, iki ayrı elektrolitte depolanır ve bunlar iki ayrı devrede akü bataryasına pompalanır.
ETH Doktora Öğrencisi Julian Marschewski, “Akışlı piller prensip olarak şarj edilebilir yakıt pilleridir” diyor. Ancak yakıt hücreleri yalnızca kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürebilirken, akü pilleri her iki yöne de dönüşebilir.
Geleneksel piller; ne kadar çok enerji depolarsa o kadar büyük ve ağır olurlar. Akışlı pillerde, elektrolit sıvıları (yani yakıt) dışarıdan temin edilebilir. Avantajı, akış bataryalarının hücrelerinin daha küçük ve daha hafif tasarlanabilmesidir. Bununla birlikte, dezavantajı ise akış pillerinin bir sıvı besleme sistemi gerektirdiğidir.
