Bugün lityum iyon piller, birçok uygulama alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, bu, her uygulama için en iyi çözüm olduğu anlamına gelmez. Viyana Teknik Üniversitesi, 300-350°C’de çalışabilen bir katı hal oksijen-iyon pili geliştirdi. Bu pilin, yüksek güç yoğunluğu ve enerji yoğunluğu özellikleri vardır. Depolama kapasitesi zamanla geri dönülmez bir şekilde azalmaz ve yeniden üretilebilir. Ayrıca, nadir elementler olmadan üretilebilir ve yanmaz malzemelerden yapılır. Bu, büyük enerji depolama sistemleri için mükemmel bir çözüm olabilir.
Alexander Schmid, Viyana Teknik Üniversitesi’nde Kimyasal Teknolojiler ve Analitik Enstitüsü’nde çalışmaktadır ve uzun süredir yakıt hücreleri için seramik malzemeler üzerinde araştırmalar yapmaktadır. Bu araştırmalar, malzemelerin aynı zamanda pil üretimi için de uygun olabileceğini göstermektedir.
Çalışma ekibi, negatif yüklü oksijen iyonlarını emebilen ve salabilen seramik malzemeler üzerinde çalışmaktadır. Uygulanan bir elektrik voltajı ile oksijen iyonları malzeme arasında hareket ederek, elektrik akımı üretilir.
Prof. Jürgen Fleig, “Temel prensip olarak, bu pil türü lityum iyon pillere çok benzer” diyor. “Ancak seramik malzemelerin bazı önemli avantajları vardır.” Seramikler yanıcı değildir, bu nedenle lityum iyon pillerde meydana gelen yangın kazaları neredeyse tamamen ortadan kalkar. Ayrıca, pahalı veya çevreye zararlı nadir elementlere ihtiyaç yoktur.
Tobias Huber, “Seramik malzemelerin kullanımı açısından büyük bir avantaj, malzemelerin kolayca adapte edilebilmesidir” diyor. “Elde edilmesi zor olan bazı elementleri daha yaygın olanlarla değiştirebilirsiniz.” Prototipte nadir olmayan ancak tamamen yaygın olmayan bir element olan lantan kullanılıyor. Ancak lantan bile daha ucuz bir alternatif ile değiştirilebilir ve bu yönde araştırmalar yapılıyor. Kobalt veya nikel gibi birçok pilde kullanılan maddeler ise hiç kullanılmaz.
Yüksek kullanım ömrü
Yeni bir pil teknolojisi olan oksijen-iyon pili, potansiyel olarak uzun ömürlü olması nedeniyle öne çıkıyor. Alexander Schmid, “Birçok pilde, şarj taşıyıcıların hareket edememesi nedeniyle pil kapasitesi düşebiliyor. Bu sorun, pilin artık kullanılamayacak hale gelmesine kadar ilerleyebilir” diyor. Ancak oksijen-iyon pili, kaybedilen oksijenin kolayca telafi edilebilmesi nedeniyle sorunsuz bir şekilde yeniden üretilebilir.
Oksijen-iyon pili, enerji yoğunluğu lityum-iyon pillerinin yaklaşık üçte biri kadar olan ve 200 ila 400 derece arasındaki sıcaklıklarda çalışan bir teknoloji olduğu için, akıllı telefonlar veya elektrikli arabalar için uygun değildir. Ancak enerji depolama için son derece ilginç bir seçenektir.
Alexander Schmid, “Güneş veya rüzgar enerjisini geçici olarak depolamak için büyük bir enerji depolama birimine ihtiyacınız varsa, oksijen-iyon pil mükemmel bir çözüm olabilir” diyor. “Enerji depolama modülleriyle dolu bir bina inşa ederseniz, enerji yoğunluğu ve çalışma sıcaklığı gibi faktörler önemli değildir. Ancak pilimizin uzun hizmet ömrü, nadir elementler içermemesi ve yangın riskinin olmaması gibi güçlü yönleri burada özellikle önemlidir.”
DAHA FAZLASI İÇİN : Researchers develop an oxygen-ion battery
