Yakın zamanda Nature Energy’de yayınlanan Penn State araştırmasına göre, daha uzun ömürlü, daha hızlı şarj edilebilen ve daha güvenli lityum metal piller mümkün olabilir.
Araştırmacılar, bir pil anodunun metal kaplamasına bağlanan üç boyutlu, çapraz bağlı bir polimer sünger geliştirdiler.
Makine Mühendisliği Profesörü ve Baş Araştırmacısı Donghai Wang: “Bu proje yeni nesil metal pilleri geliştirmeyi hedefliyor. Lityum metal yıllardır pillerle denendi. Ancak ilerlemelerini engelleyen bazı temel sorunlar var.”
Elektrikli taşıtlarda istenen hızlı şarj yöntemlerinde olduğu gibi, ek yük altında, lityum iyon (Li) piller; dendritik büyümeye (döngü ömrünü azaltan ve yangın veya patlamalar da dahil olmak üzere potansiyel olarak güvenlik sorunlarına neden olan iğne benzeri oluşumlara) karşı hassastır.
Pil Enerji ve Depolama Teknoloji Merkezi Üyesi ve Penn Eyaleti Enerji ve Çevre Enstitüsü’ne bağlı Öğretim Üyesi Wang: “Yaklaşımımız, Li metal arayüzünde bir polimer kullanmaktı. Malzeme sadece iyon transferini değil aynı zamanda bozulmayı da önleyen gözenekli bir sünger görevi görür. Bu, metal kaplamaların düşük sıcaklıklarda ve hızlı şarj koşullarında bile dendrit olmadan çalıştı.”
Hem IEE hem de BEST Center’ın görevinin kritik bir bileşeni olan bu proje, üniversitedeki farklı disiplinlerden araştırmacıları bir araya getirdi.
Wang, “Bu gruptaki işbirliği gerçekten bu makaleyi ilerletmeye yardımcı oldu. Bu problemin farklı yönlerini, malzeme bilimi, kimya ve makine mühendisliği perspektiflerinden incelememize izin verdi.”
Bu işbirlikçi çalışmada, Long-Qing Chen’in Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü’nün grubu, Li metal anotlarının gelişimini anlamak için modelleme çalışması yaptı.
Araştırmacılara göre, bu çalışmanın pratik uygulamaları; günlük yaşamın bir parçası olan daha güçlü ve istikrarlı metal pil teknolojilerine olanak sağlayabilir.
Wang, “Elektrikli bir araçta, yüzlerce mil kadar bir yüke ihtiyaç duymadan bir enerji aralığını artırabilir. Akıllı telefonlara daha uzun bir pil ömrü de verebilir.”
Geleceğe bakacak olursak, ekip avantaj ve fizibilitesini göstermek için geniş formatlı bir pil hücresindeki pratik uygulamaları araştıracaktır.
Wang: “Bu teknolojileri geliştirmek istiyoruz. Bu çalışma ile, bu Li metal pillerin yaşam döngüsünü ikiye katlayabileceğimiz konusunda umutluyum.” dedi.
