Bataryalarda Lityum İyon Yerine Demir Kullanılabilir mi?

Aerojel
11 Eylül 2019
Ay Yüzeyindeki Dev Mağaralar
18 Eylül 2019

Bataryalarda Lityum İyon Yerine Demir Kullanılabilir mi?

Yenilenemez enerji kaynakları gün geçtikçe azalıyor. Belki bir asır belki de yarım asır sonra doğalgaz, petrol gibi fosil enerji yakıtlarının tükenmesi durumuyla karşı karşıya kalabiliriz. Böyle bir durumun ileride gerçekleşeceği ihtimali insanları farklı kaynaklara yönelmeye itiyor. Bu kaynakların en başında güneş enerjisi , rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynakları geliyor. Bu kaynakları kullanarak enerji ihtiyacı karşılanabilir ve ihtiyaç fazlası enerji de depolanabilir. Ama bu noktada önemli bir soru devreye giriyor. O da enerjinin depolanması. Günümüzde sıkıştırılmış hava depolamalı elektrik sistemleri, pompa depolamalı hidroelektrik sistemler, volan ve batarya gibi farklı yollarla enerji depolanıyor. Bugün enerjinin depolanmış olarak karşımıza çıkan en önemli örneklerinden biri ise lityum iyon bataryalardır.

Günümüzün vazgeçilmez teknolojik aletlerinden olan cep telefonlarında, dizüstü bilgisayarlarda ve tabletlerde, bugün lityum iyon pilleri kullanılmaktadır. Lityum iyon pilleri, deşarj olduktan sonra tekrar şarj edilebilen pillerdir kısaca ikincil piller de denebilir. Lityum iyon pilleri ticarî olarak ilk kez 1991 yılında Sony tarafından kullanılmıştır. Diğer pillere kıyasla uzun ömürlü olması, hızlı şarj edilebilmesi, geniş çalışma sıcaklığı aralığına sahip olması, hafıza etkisinin olmaması, yüksek enerji verimi ve yoğunluğu gibi özellikleri barındırması tercih sebebi olmuştur. Fakat birçok artı yönünün yanında eksi yönleri de dikkat çekmektedir. Yüksek sıcaklıklarda bozunması, aşırı şarj durumunda kapasite kaybı, yüksek fiyatı ve patlama riski nedeniyle yeni çözümler aramaya itiyor. Bu noktada demir güçlü bir seçenek olabilir. Hint Teknoloji Ensitüsü (IIT) Madras’dan bir fizik profesörü Ramaprabhu Sundara, demirin lityum gibi olumlu fizikokimyasal özelliklere sahip olduğunu ayrıca demir iyonunun redoks potansiyelinin lityum iyonundan daha yüksek olduğunu ve Fe2+ iyonunun yarıçapının lityum iyonun yarıçapına neredeyse yakın olduğunu söyledi. Bunun yanında demirin bu iki özelliğinin yıllardır göz ardı edildiğini ve bu yüzden demir iyonunun şarj edilebilir bir pil olarak kullanılamadığını belirtti. Ekibin yapmış olduğu demir bataryası, kontrollü koşullar altında 150 döngü şarj ve deşarj işlemini başarıyla tamamladı. ITT Madras’tan Sai Smruti Samantaray “Demir, şarj sırasında daha kararlıdır ve pilin kısa devre yapmasını önler “ açıklamasında bulundu. Bu durum demir bataryaları, lityum pillere kıyasla daha uygun ve daha güvenli hale getiriyor. Ekibin bir sonraki hedefinin, demir bataryanın performansını artırmak olduğu belirtildi. Bu tür çalışmalar bize şunu gösteriyor ki bugün demir bataryalar olmasa bile yakın gelecekte lityum iyon pillerin karşısına daha iyi bataryalar çıkabilir.

Hazırlayan: Derya Şahin