İnce Satırlar
Liste Modu
Döşeme Modu
Sade Döşeme Modu
Blog Modu
1900’lerde elektrikli otomobiller hakimdi
1900 yılında ABD yollarında elektrikli otomobiller, benzinli araçlardan daha fazlaydı. Ancak dönemin kurşun-asit otomobil bataryaları pahalıydı ve yaklaşık 50 km menzil sunuyordu. Edison, bu sınırlamaları aşmak amacıyla nikel-demir kimyasına yöneldi. Hedefi ise 160 km menzil, uzun kullanım ömrü ve o dönem için hızlı kabul edilen yaklaşık yedi saatlik şarj süresi sunan bir batarya geliştirmekti.
Ne var ki erken dönem elektrikli araç bataryaları ciddi teknik engellerle karşı karşıya kaldı. Aynı dönemde içten yanmalı motor teknolojisinin hızla ilerlemesi, elektrikli araçların geri planda kalmasına yol açtı. Edison’un nikel-demir vizyonu da bu süreçte rafa kalktı.
Nanoteknoloji ile yeniden dirildi
Bugün ise Profesör Richard Kaner ve Dr. Maher El-Kady liderliğindeki araştırma ekibi, Edison’un bıraktığı yerden devam ediyor. Geliştirilen yeni nikel-demir batarya prototipi, saniyeler içinde şarj olabiliyor ve 12.000’den fazla şarj-deşarj döngüsüne dayanabiliyor. Bu dayanıklılık, günlük kullanımda 30 yılı aşan bir ömre karşılık geliyor.
Yeni batarya teknolojisinin temelinde çapı 5 nanometreden daha küçük nikel ve demir kümeleri yer alıyor. Bu ölçekteki kümelerin 10.000 ila 20.000 adedi, bir insan saç telinin genişliğine sığabiliyor. Bu son derece küçük boyut, elektrot yüzey alanını ciddi biçimde artırarak neredeyse her atomun kimyasal reaksiyona katılmasını mümkün kılıyor.
Geleneksel olarak nikel-demir bataryaların tam şarj olması yaklaşık yedi saat sürerken, yüzey alanındaki bu dramatik artış sayesinde yeni prototip saniyeler içinde tam doluluğa ulaşabiliyor. Yüzey alanı büyüdükçe, iyonların bağlanabileceği aktif noktaların sayısı artıyor ve iyonların kat etmesi gereken mesafe kısalıyor. Bu da hem daha hızlı şarj hem de daha hızlı deşarj anlamına geliyor.
Nasıl yapıldı?
Teknolojinin üretim süreci, ileri nanoteknolojiye rağmen görece sade bir yönteme dayanıyor. Araştırmacılar, sığır eti üretiminden elde edilen proteinleri metal kümelerinin oluşumu için bir şablon olarak kullandı. Bu proteinler, yalnızca bir atom kalınlığındaki iki boyutlu grafen oksit tabakalarıyla karıştırıldı.
Karışım önce suda ısıtıldı, ardından yüksek sıcaklıkta fırınlandı. Bu işlem sırasında proteinler karbona dönüştü ve nikel ile demir kümeleri yapının içine entegre edildi. Ortaya çıkan malzeme, hacminin yüzde 99’u havadan oluşan bir grafen aerojel yapısına sahip. İnce ve gözenekli yapı, kimyasal reaksiyonlar için geniş bir alan sunarak performansın temelini oluşturuyor.
Araştırmacılar şimdiden üretim yöntemini farklı metallerle test etmeye başladı. Ayrıca üretim sürecini daha sürdürülebilir ve yaygın hale getirmek için sığır proteinlerinin yerine daha bol bulunan doğal polimerleri kullanma olasılığı üzerinde çalışılıyor. Bilim insanları bu teknolojinin onlarca yıl boyunca performansını koruyabilecek bataryalar geliştirilmesine zemin hazırlayabileceğini belirtiyor. Bu uzun ömür sayesinde yenilenebilir enerji depolama sistemlerinin daha ekonomik ve güvenilir hale gelmesi hedefleniyor.
Bu haberi ve diğer DH içeriklerini, gelişmiş mobil uygulamamızı kullanarak görüntüleyin:
