Düşünün, bir pil üretilecek ve bu pilin patlama olasılığı sıfır olacak. En önemlisi de inanılmaz güçlü bir kapasiteye sahip olacak. Uzay araçlarını uzayın en derinlerine elektrik motorlarına verdiği enerji ile götürebilecek, elektrikli arabaların menzil ve güvenlik konusundaki son teknolojiye taşıyabilecek, uçak-tren-gemi vs. taşıtların fosil yakıta olan ihtiyacını sıfırlayabilecek.
İşte bunu yapmayı hedefleyen firmanın adı QuantumSpace.
Amerikalı girişimcilerce kurulmuş QuantumSpace şirketi, başta Volkswagen, Tesla ve Bill Gates Vakfı olmak üzere bir çok kuruluş tarafından devasa yatırımlar ile finanse ediliyor.
Katı-Hal pillerinin teknik detaylarını anlatmadan önce pil konusu hakkında temel bilgilerden bahsedelim.
Piller, içindeki kimyasal enerjiyi depolar ve elektriğe çevirir bundan başka bir şey yapmaz. Bu sebeple pil deyince daima kimya aklımıza gelsin.
Pilin 4 ana bölümü vardır: Anot, Katot, Elektrolit ve ayırıcı taban.
Katot ve anot elektrottur.
Elektrik akımı elektronlar bir elektrottan diğerine geçirildiğinde üretilir bu durumda elektronlar negatif yüklü anottan pozitif yüklü katoda geçer.
Bu iki elektrotun rolü elektrik akımımızı üretmektir. Elektrolit çözeltisi, pozitif yüklü iyonların iki elektrot arasında akmasına izin verir. Bu elektronların akışını dengeler. Son olarak, ayırıcı iki elektrotu ayrı tutar ve pilin kısa devre yapmasını önler.
Mevcut pillerimiz ile geleceğin katı hal pilleri arasında önemli bir fark var: elektrolit.
Mevcut lityum iyon pillerde sıvı elektrolit bulunur. Ne yazık ki, sıvı elektrolitte bulunan bazı bileşikler, Dendritler olarak bilinen kristal yapıların büyümesine izin verir. Dendritler, ayırıcıyı delebilecek ve kısa devreye neden olabilecek, dolayısıyla tehlikeli patlamalara yol açabilecek uzun, keskin bıyıklar üretir. Adından da anlaşılacağı gibi, katı hal piller, bu zararlı Dendritlerin büyümesini engelleyen katı bir elektrolite sahiptir.
Elektrikli Araçlarda Katı-Hal Pilleri ve Samsung
Eğer konu elektrikli arabaysa, bu arabayı diğer rakiplerinden üstün tutacak en önemli faktör menzildir. Tesla’nın ve Çin’in piyasaya sürdüğü elektrikli arabalarda ortalama menzil 401-483 kilometre arasındaydı ve bu arabalara ev şebekesinden tam dolum yapabilmek için minimum 15 saat gerekliydi.
QuantumSpace şirketi bunun üzerine batarya çalışması yapsa da, Samsung bu batarya çalışmalarını bitirip test etti bilene.
Samsung, 805 kilometre menzil götürecek katı-hal pili üretmeyi başardı ve güven testi için pili 1000 defadan fazla kez doldurup boşalttı.
Samsung, ürettiği katı-hal pillerine minimum 500.000 bin kilometre ömür biçiyor.
Bu teknolojiyi sadece elektrikli araçlar için düşünmeyin, günlerce kullanabileceğiniz akıllı telefonlar, laptoplar, çeşitli makineler vs. içinde düşünün, muazzam bir teknoloji.
Tabii ki bu potansiyel, güçlü şirketlerin dikkatinden kaçmamıştır; Volkswagen, Ford, BMW, Hyundai, Toyota ve Bill Gates Vakfı şirketleri, katı hal araştırmalarına milyarlarca dolar yatırım yaptı.
Toyota 2025 yılına kadar katı-hal akülü araçların sınırlı sayıda piyasaya sürmeyi planlıyor. Yine de en heyecan verici buluş, muhtemelen adını hiç duymadığınız birinden geliyor.
Nobel Kimya Ödülü de dahil olmak üzere 8 bilimsel ödül kazanan Fizikçi John Goodenough liderliğindeki bir araştırma ekibi, kararlı, yanıcı olmayan, daha hızlı şarj sunan ve normal bir lityum iyon pilden 3 kat daha fazla enerji depolamaya sahip bir cam ve seramik katı-hal pili için patent sundu.
Bu pilde bir elektrot oluşturmak için sodyum veya lityum eklenmesi gerekiyor. Aynı derecede önemli pilin ekonomik ve 2.000’den fazla şarj ve deşarj döngüsüne dayanması tahmin edilmektedir. Cam pil için çalışma sıcaklığı aralığı -20C ile 60C arasındadır.
Önümüzdeki senelerde katı-hal pili ile çalışan araba üretmeyi planlayan Toyota şirketi, Hybrid teknolojisinde olduğu gibi bu teknolojiden de yararlanmak ve demirbaş olmak istiyor.
Milyarlarca dolar yatırım toplayan QuantumSpace şirketi ise katı hal pil hücrelerinin seri üretimine resmi olarak 2024 yılında başlayacak.
Kaynakça:
https://bit.ly/3gumHLi
https://bit.ly/3q5GQub
Günün şarkısı: Ludovico Einaudi – Experience
Dijital 1 Evren 