Pillerin taştan yapılmasını istemiyor musunuz? Şarj edilebilir piller alanında yeni bir devrimin içinde miyiz? Bugün tüm bunlar hakkında.
Tüm dünyada, yeşil enerji olarak adlandırılan enerjiden mümkün olan en yüksek verimi elde etmek için uzun süredir bir yarış var. Atmosfere sera gazı salmayan yenilenebilir enerji kaynakları, medeniyetimizin geleceğinden kimsenin şüphesi yoktur. Bu artık sadece bir hayal değil, günün ihtiyacı. Bilim adamları alarmı giderek daha fazla çalıyor, bizi elektrik tasarrufu yapmaya ve elektrikli cihazları olabildiğince verimli kullanmaya teşvik ediyor.
Ayrıca ilginç: Gözden geçirmek Motorola Edge 40: aynı "paranın karşılığının en iyisi"
Çoğu cihaz pille çalışır veya piller, eski Walkman oynatıcılardan lityum iyon teknolojilerine (Li-ion) dayalı en yeni akıllı telefonlara veya elektrikli arabalara kadar. Çok enerji verimli ve dayanıklı olmasalar da çoğu elektrikli ev aletlerinde ve teknolojik cihazlarda uzun yıllardır kullanılmaktadırlar. Ek olarak, zamanla yok edilmeleri, çevremizin ekolojik durumu için gerçek bir sorun haline gelir.
Lityum-iyon piller, ucuz olmaları ve yüksek performansa sahip olmaları nedeniyle hemen hemen her yere yerleştirilmiştir. Bu pillerin maliyeti son on yılda önemli ölçüde düştüğü için, sadece bolluklarından dolayı uzun süreli kullanım için en uygun alternatif haline geliyorlar. Bugün bu piller, teknolojik atılımlarla değil, üretim yöntemlerinin, araçlarının ve verimliliğin basit ve kalıcı mühendislik optimizasyonu yoluyla düşük maliyet ve artan enerji yoğunluğu elde etti.
Bununla birlikte, elektrik üretimi için yeni yöntem ve teknolojilerin geliştirilmesiyle, verimli depolama yöntemlerine olan talep artmaktadır. Küçük ölçekte, bununla ilgili bir sorun yok - çözüm, elektriğin kendisi kadar bariz bir gerçeklik unsuru olan çeşitli pil ve akümülatör türlerinde.
Telefonlara, çeşitli aydınlatma türlerine güç sağlamak için kullanılıyorlar, bir zamanlar el feneri veya müzik çalar kullanmak için gerekliydiler, ancak bunların hepsi artık akıllı telefonlarımızda. Ancak tüm bir haneye güç sağlamak için gereken enerjiyi nasıl depolarsınız? Pillerin bu durumda da işe yarayabileceği ortaya çıktı. Tabii ki, mağazalarda bulunan popüler "parmaklar" türündeki pillerden değil, kendi içlerinde heyecan verici mühendislik başarıları olan tamamen yeni cihazlardan bahsediyoruz.
Performans, maliyet ve dayanıklılık açısından lityum iyon pillerle rekabet edebilecek yeni piller geliştirmek için araştırmalar uzun süredir devam ediyor.
Bu yeni teknolojilerin çoğu tamamen yeni değil. Özünde, lityum iyon pillere benzer şekilde çalışırlar, ancak farklı malzemeler kullanırlar. İşte yakında enerji depolama alanında devrim yaratabilecek teknolojilerin en ilginç örneklerinden bazıları.
Ayrıca okuyun: ChatGPT'nin En Harika 7 Kullanımı
Bu pil türü, diğerlerinden farklı olarak sıvı veya jel elektrolitler değil, katı formlar kullanır. Bu tür elektrolitler genellikle seramik, cam, polimerler veya sülfitler biçimindedir. Katı hal piller, lityum iyon muadilleriyle aynı boyutlar için daha fazla enerji sağladıkları için daha verimlidir. Özellikle elektrikli araçlara güç sağlama alanında büyük potansiyele sahipler.
Bir katı hal pili, günümüzün lityum-iyon pilleri ile yukarıda listelenen sorunların çoğunu çözme potansiyeline sahiptir. Bir cam katı hal pil, katodun enerji yoğunluğunu artıran ve uzun bir ömür sağlayan bir alkali metal (lityum, sodyum veya potasyum) anot kullanılarak üç kat daha fazla enerji yoğunluğuna sahip olabilir. Bir katı elektrolitin yanıcı olmadığı veya en azından kendi kendine tutuşmaya karşı dirençli olduğu kabul edilir. Katı hal pillerin yanıcı olmayan doğası, hücrelerin daha sıkı bir şekilde paketlenmesini sağlayarak aşırı ısınma riskini de azaltır, böylece tasarım esnekliğini ve yığın yoğunluğunu artırır.
Bu piller için büyük umutlar, çok daha uzun süre dayanabilmeleriyle ilgilidir. Ve bu günümüz dünyasında büyük bir artı.
Bununla birlikte, katı hal piller şu anda düşük bir teknolojik hazırlık seviyesindedir ve temel araştırmalar hala devam etmekte olup, yüksek üretim maliyeti ve ölçeklenebilirlik konusunda belirsizliğe ve endişelere neden olmaktadır. Buradaki zorluk aynı zamanda, modern üretim uygulamalarıyla uyumlu, nihai ürünün dayanıklılığını veya maliyetini etkilememesi gereken ve ek olarak daha iyi enerji ve güç yoğunluğu, artan güvenlik gibi faydalar sağlayan bir sürece katı elektrolitleri dahil etmektir. ve daha yüksek verim. .
Ayrıca okuyun: Bing'in sohbet robotunu test ettim ve röportaj yaptım
Lityum kükürt (Li-S) piller ("lityum kükürt" ile karıştırılmamalıdır - bu ebedi piller, Ukraynalıların tartışmalarıyla körüklenir), etkili bir cihaz olarak geçen yüzyılın 60'larından beri geliştirilmeye ve araştırılmaya başlandı. Tersinir elektrokimyasal reaksiyonlar kullanarak enerji depolamak. Lityum-iyon pil (LIB) teknolojisindeki hızlı gelişme ve ticarileşmeye rağmen, önümüzdeki yıllarda lityum-iyon pillerin karşı karşıya kalacağı kritik teknik zorlukları çözmek için hiçbir atılım gerçekleştirilemedi. Bu nedenle, 2000'lerde Li-S piller, avantajları - düşük maliyet ve yüksek teorik özgül enerji - nedeniyle geliştiricilerin büyük ilgisini yeniden kazandı. Bu göstergeler, mevcut lityum iyon pillerin özelliklerinden neredeyse 3 kat daha yüksektir. Düşük maliyetli ve yüksek kükürt içeriği (yani aktif katot malzemesi), lityum kükürt pillerini, katot üretiminde kobalt ve nikel gibi kritik malzemeler kullandığı gerçeği göz önüne alındığında, lityum iyon pillerden daha çekici hale getirir.
Lityum kükürt pillerde ise pildeki iki elektrottan biri olan katot kükürtten yapılacak. Bu element geleneksel nikel ve kobalttan daha dengelidir. Bu tür piller, lityum iyon pillerden daha verimlidir. Bu açıkça, kullanılacakları arabaların daha uzun bir yelpazesine yol açabilir. Bu pillerin en büyük avantajı kükürdün ucuz ve yaygın bir hammadde olması diyebiliriz. Aynı zamanda, bu tür pillerin üretim süreci, lityum iyon pillerin üretiminde kullanılana çok benzer, bu da üretimlerinde aynı cihazların ve üretim kapasitelerinin kullanılabileceği anlamına gelir.
Bu tür pillerin bir diğer avantajı da üretimleri için neredeyse %25 oranında daha az enerji gerektirmesidir. Tüm bu özellikler, lityum kükürt pillerin üretimini çok karlı hale getirebilir.
Gelişmeler şimdiden tüm hızıyla devam ediyor. Lyten şirketi bu alanda özellikle önemli başarılar elde etti. Halihazırda tam bir LytCell EV pil platformuna sahiptir. Şirket, pilinin günümüzün lityum iyon pillerinden daha ucuz ve daha güvenli olduğunu ve bu on yılın ortalarında ABD'de üretilen seri üretim elektrikli araçlarda kullanılabileceğini söylüyor.
Ayrıca ilginç: Google Bard AI: Bilmeniz gereken her şey
Bu tip pil, demirin hava kullanılarak oksitlenmesi işlemi temelinde çalışır. Şarj işleminde, oksitlenen maddeler ters oksidasyon olarak bilinen bir işlemle tekrar demire dönüştürülür. Lityum-iyon pillere göre yaklaşık 25 kat daha uzun süre enerji depolamaya izin verdiği için demir-hava pillerinin yakın gelecekte yaygınlaşması bekleniyor.
Hem demir hem de havanın çok büyük rezervleri nedeniyle, bu tür piller kesinlikle çok daha ucuza mal olacaktır. Tahminlere göre, fiyatları mevcut pillerden yaklaşık 10 kat daha düşük olabilir! Ne yazık ki, bu tür pillerin önemli bir dezavantajı vardır - demir oksidasyonunun yavaş hızı nedeniyle, bunların şarj edilmesi uzun zaman alabilir.
Ünlü Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nün (MIT) temelinde ortaya çıkan start-up Form Energy, başarılı bir şekilde demir-hava pilleri geliştiriyor. Geliştiricilere göre Form Energy pilleri lityumdan on kat daha ucuz ve dünyada bol miktarda bulunan demiri kullanıyorlar. Aynı zamanda demir-hava pilleri, lityum pillere göre daha uzun süre dayanabilir ve ayrıca yanıcı olmadıkları için daha güvenlidir.
Şu anda görülen tek dezavantaj, bu pillerin şarj edilmesinin yavaş olması ve bu da onları, örneğin dizüstü bilgisayarlar veya akıllı telefonlar söz konusu olduğunda lityum pillerden daha az geçerli bir seçenek haline getiriyor. Öte yandan, altı saate kadar dayanabilen lityum pillerden çok daha uzun, 100 saatlik enerji depolama sağlayabildikleri için ulusal elektrik şebekesi seviyesinde enerji depolaması için mükemmel bir çözümdürler. Bu şekilde, büyük ölçekli güneş parkları ve rüzgar çiftliklerinin entegrasyonunu kolaylaştırabilirler.
Ayrıca ilginç: Bluesky fenomeni: ne tür bir hizmet ve uzun zamandır mı?
Yeni tip pillere bir başka ilginç örnek de elektrik yerine ısı depolayan pillerdir. Örneğin, İsrail şirketi Brenmiller Energy, termal enerjiyi depolamak için kaya gibi alternatif malzemeler kullanmak üzerinde çalışıyor. Brenmiller Energy, 2012'den beri kırma taşı önce üretim, ardından termal enerji depolama için kullanıyor. Bu tür teknolojiler, örneğin endüstride çeşitli amaçlar için kullanılabilir.
İlginç bir şekilde, enerji depolamak için kırma taş kullanma fikri tamamen yeni değil. Pek çok yeni teknolojiye sahip olan NASA, geçen yüzyılın yetmişli yıllarından beri termal enerji depolama teknolojilerini test ediyor. İsrailli şirketin ürettiği piller, konvansiyonel pillerden farklı olarak buhar, sıcak su veya sıcak hava üretmek için enerji kullanıyor. Brenmiller Energy, Tempo adlı tesisinin 35 MWh'ye kadar enerji depolayabileceğini ve saatte 14 tona kadar buhar üretebileceğini söylüyor.
Bu, enerjiyle ilgili tüm emisyonların yüzde 45'e varan kısmının endüstriyel ısıtma sektöründen geldiği İsrail ekonomisi için çok önemlidir. Bu proje, geleneksel fosil yakıtlarla çalışan buhar kazanlarının yerini alacak.
Yeni gerçeklikler, yeni çözümler gerektirir. Yeni pil türlerinin ortaya çıkması, enerji tasarrufu alanında teknolojilerin gelişmesine katkıda bulunacaktır. Belki birkaç yıl içinde, dizüstü bilgisayarınız veya akıllı telefonunuzun artık her gün şarj edilmesi gerekmeyecek çünkü tek şarjla bir ay, hatta belki bir yıl çalışacak. Aynı zamanda, yeni pil türü yalnızca enerji tasarrufu sağlamakla kalmayacak, aynı zamanda çevrenin korunmasına da katkıda bulunacaktır.
Ayrıca ilginç:
Yorum bırak