Boğaziçi Üniversitesi ve Mıt'den Elektrikli Araçların Pil Ömrünü Uzatacak Araştırma

Dünyanın en büyük ve saygın bilim, mühendislik ve yapay zeka odaklı enstitülerinden biri olan Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Boğaziçi Üniversitesi ile ortak geliştirdiği projeyle, elektrikli araçlarda kullanılan pillerin depoladığı enerji miktarını artırmayı hedefliyor.

Boğaziçi Üniversitesi ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) öğretim üyeleri ve öğrencileri, yeni dönemde desteklenecek olan projeler arasına Boğaziçi Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi olarak görev yapan Dr. Gülin Vardar'ın "Cold Sintering: a Novel Solidification Technique for Solid-State Batteries" başlıklı araştırmasını da ekleyerek, en az 3 yıl boyunca finanse edilecek projenin onayını almış oldu.

Boğaziçi Üniversitesi'nden Makine Mühendisliği ve Fizik Bölümü'nden mezun olan Gülin Vardar, sonraki dönemde doktora çalışmaları için Japonya'da ve Amerika'da MIT'de çalıştı. 2018 yılından beri sıvı piller yerine katı elektroitli piller kullanılması üzerine çalışmalar yürüten Vardar, yeni dönemde MISTI projesiyle adından sıkça söz ettirecek gibi.

İşte Vardar'ın konuyla ilgili açıklamaları:

'Katı pillerin enerji depolama hacmi sıvı elektrolitli Li-iyon pillerin iki katı ama şarj olma hızı Li-iyon pillerin yüzde biri. Bir başka deyişle çok yavaş şarj oluyorlar. Benim çalışmalarım katı pillerin şarj olma hızını en az sıvı elektrolitli piller kadar yapabilmek üzerine...

Pilin içinde katmanlar ve katmanlar arasında da arayüzler var. Eğer lityum iyonları bu arayüzlerden çabuk geçebiliyorsa pil çabuk şarj olabiliyor demektir. MIT ile yaptığım araştırmalarda gördüm ki katı arayüzlerinde büyük rezistanslar oluyor ve pil çabuk şarj olmuyor. Benim amacım yeni teknikler kullanarak arayüzlerdeki lityum geçişlerini hızlandırmak.

Arayüzlerin rezistanslarının yüksek olmasının nedeni katı pillerin yüksek sıcaklıklarda işlem görmesi. İşlem sıcaklığını 300 dereceye çıkardığınızda pilin şarj olma hızı sekizde bire düşüyor. Projemde sıcaklıkları 100 derecenin altına çekecek başka bir işlem geliştirmeyi planlıyorum. Böylece pilin şarj olma hızının düşüşünün daha az olmasını hedefliyorum. Bu, "Cold Sintering" adı verilen, aslen Penn State Üniversitesi'nde oldukça yakın tarihte bulunmuş, yeni bir teknik. Şimdi de MIT'de daha önce birlikte çalıştığım Bilge Yıldız hocayla bu tekniği kullanarak projeyi devam ettirmeyi planlıyorum.

Sıvı elektrolit kullanan bir pil 1 saatte şarj olurken, katı elektrolit kullanılan pil 10 saati bulabiliyor. Özellikle elektrikli arabalarda tüketiciler bu kadar uzun şarj süresini tercih etmiyor. Zira pil, elektrikli araç için maliyetin en büyük kısmı. Araba üreticileri bu nedenle kendi pillerini kendileri üretmek istiyorlar. Dünyada bugün en büyük pil üreticileri Japonya ve Çin. Örneğin, Çin 2020'de elektrikli araba satışlarının toplam araba satışlarının minimum %12 olmasını şart koştu. Pil üreticisi olmayan ülkelerin büyük kısmı ise elektrikli araçlara geçiş sürecini hibrid araçlarla (hem elektrikli hem de benzinli çalışan araçlarla) gündemlerine alıyor.