Piller Artık "Ölmeyecek!"

Akıllı telefonların pil ömürleri, şüphesiz günümüzdeki en büyük problemlerden birisi. Kullanılan lityum-iyon piller, her şarj edildiğinde bir önceki sefere göre daha az dayanıyor. Belli bir kullanımdan sonra ise ömürleri, artık işe yaramayacak kadar kısalıyor. Bu sebepten dolayı herhangi bir akıllı telefonun ilk gün sunduğu pil ömrü ile bir yıl sonraki arası gözle görülür fark bulunuyor.

Amerika'nın Enerji Departmanı tarafından konu hakkında uzun süredir yapılan açıklamalar en nihayetinde bir sonuca bağlandı ve hem pil ömrünün kısalmasına yol açan mekanik anlaşıldı, hem de konu hakkında nasıl bir çözüm uygulanması gerektiği ortaya çıktı.

Lityum piller, enerjiden çekildikleri anda içerlerinde bulunan lityum iyonları (L+), pilin artı kutbundan, eksi kutbuna doğru susuz elektrolitlerin, elektrik enerjisi aracılığı ile taşınmasını sağlıyor. İşte bu mekanik, telefonlarımızın pilini yaratan sistem.Bu döngü her seferinde aynı verimde tekrarlanamıyor. Bu döngüyü tamamlayan lityum iyonları, pil boyunca yaptığı hareketi her tekrarladığında, elektrolitlerin fiziksel yapılarında farklılık oluşmasını engelleyemiyor.

Durum aynen bu şekilde. Peki ya çözümü? Haberimizin ikinci sayfasında...

Yakın zamanda yayınlanan iki yeni makaleyse duruma çözüm niteliğinde. Nature Communications isimli dergide yayınlanan makalelerden birisi Uluslararası DoE Laboratuvarları, diğer de Uluslararası Yenilenebilir Enerji Laboratuvarları tarafından yazıldı. Her iki çalışmanın da yazarlarından birisi olan materyal bilimci Huolin Xin tarafından yapılan açıklamaya göre, pil malzemelerinden daha önce görmedikleri iki farklı patentin gelişimi deneyim edildi. Yaptığı basın açıklamasında; "Büyük ölçekli gözlemlerin aksine, lityum iyonun reaksiyonu esasen dağınık materyalleri aşındırıyor ve tıpkı pasın çelik üzerindeki açığa çıkması gibi materyalin içerisindeki zayıf noktaları açığa çıkarıyor." diyerek L+ iyonlarının iki kutup arasındaki geçiş sürecinde neden aksama yaşadıklarını keşfetmiş olduklarını vurguladı. Aynı zamanda lityum iyonlarının genel geçer döngülerini tamamlamak için bir anlamda yarış halinde olduklarını ve bu hız yüzünden kristalleştiklerinin de altını çizen Xin, performansı düşüren bu tepkimeyi TEM, yani Transmisyon Elektron Mikroskobu aracılığı ile gözlemlediklerini de beyan etti.

"Atomik çöküntüleri kullanarak, NMC katotlarının üzerini, kristalleşmeye dayanıklı elementlerle kaplayabilir, kesici kenar teknolojisi sayesinde, mikron büyüklüğündeki tozlar aracılığı ile nano ölçekli sınırlar yaratarak farklı bir sonuca ulaşmamız işten bile değil. Hatta an itibariyle Berkeley Laboratuvarından Marca Doeff ve Feng Lin isimli iki kişi konu hakkında çalışmalarına başlamış durumdalar." şeklindeki açıklaması da büyük merak uyandırdı.

Tüm bu önemli gelişmeler, yakın bir gelecekte sürekli tükenen pil gücü hakkında büyük yenilikleri beraberinde getirecek. Yine de anlaşılan o ki birkaç yıl daha eldeki ile idare etmek durumundayız.