Ana içeriğe atla

BOR Temelli BATARYA ve PİL Teknolojisi

Günümüz bataryalarının büyük bir kısmı lityum iyondan oluşuyor. Arabalar, akıllı telefonlar ve daha nice yerde bu bataryalar bizim ihtiyacımızı karşılıyor. Ancak artık yetersiz kalmaya başladılar. İhtiyaçlarımız, daha küçük, daha hafif, daha uzun ömürlü ve çok daha verimli bataryalara sahip olmamız gerektiğini gösteriyor.

Ayrıca lityum iyon bataryalar aşırı yükleme durumlarında yanma tehlikesiyle hayatlarımızı tehdit ediyor. Eğer şu sıralar Columbia Üniversitesi’nde geliştirilen ve “geleceğin batarya teknolojisi” olarak lanse edilen malzemeler standartlaşırsa, lityum iyon bataryalar tüm sorunlarıyla tarih olacaklar.


Ülkemizde yaygın şekilde bulunan bor madeninin nitrojen ile oluşturduğu bileşik olan bor nitrür, standart bataryaların yerini alması planlanan katı hal bataryalarında kullanıldı. Laboratuvar ortamında geliştirilen yeni teknoloji, standart lityum iyon pillerden 10 kat daha uzun ömürlü olacak.

Araştırmacılar, henüz laboratuvar ortamında geliştirilen yeni nesil katı hal bataryaların, lityum iyon bataryaların yerine geçeceğini öngörüyorlardı. Bunun katı hal bataryaları üzerinde biraz daha çalışman ve son kullanıcıya uygun hale getirmek gerekiyordu. 

Yapılan son çalışmada ise nano boyutlarda bor nitrür kaplama kullanıldı. Sonuçta lityum iyon bataryalardan 10 kat daha yüksek kapasiteli bir batarya elde edildi:

10 kat daha yüksek kapasite demek; üretilen yeni bataryanın, aynı boyutlardaki lityum iyon rakiplerine kıyasla 10 kat daha uzun süre kullanılabileceği anlamına geliyor. Yani her gün telefon şarj etmek yerine ortalama 10 günde 1 şarj telefonunuzu ettiğinizi düşünün. 

Üstelik bunlara ek olarak katı hal bataryalarında seramik elektrolitler kullanıldığı için yanma, patlama riski de bulunmuyor. 
Aslında katı hal bataryalar yeni bir fikir değil:

Malzeme bilimi oldukça çetrefillidir. Tasarım güvenliği yüksek düzeyde ve maliyetler de olabildiğince az olmalıdır ki teknolojiler son kullanıcıya seri üretimle sunulabilsin. 

Lityum iyon piller daha yüksek kapasiteler için sıvı elektrolitlerin geliştirilmesi gerekiyor. Daha küçük alanda daha yüksek kapasiteye ulaşmanın ise bir sınırı var. Nitekim söz konusu sıvı yanıcı olduğundan, basınç ve ısı birikimiyle bataryalar aniden alev alıp patlayabiliyor. Mevcut bataryaların çoğunda grafit maddesi kullanılarak risklerin önünde geçilse de sorunlara kalıcı çözüm bulunamıyor. 

Katı hal bataryalarının en büyük sorunu ise katı oldukları için lityum iyon pillere kıyasla daha zor stabile edilmeleri. İşte yapılan son araştırma da bu sorunu bor nitrür kaplama ile çözüyor. Sadece 5 ila 10 nanometrelik bir bor nitrür filmi, lityum metaliyle iyonik iletkeni izole ediyor. İki farklı katın bor nitrür tabakası ile birbirinden yalıtılması, kısa devreyi önlüyor ve dendrit birikiminin önüne geçiyor. İşlem sırasında aynı zamanda az miktarda sıvı elektrolit de kullanılıyor. Bor nitrür katmanında ise lityum iyon bölümün şarj ya da deşarj olmasını sağlayan bilinçli kusurlar bulunuyor.

Yapılan çalışmalarla yanma tehlikesi daha az ve yüksek performanslı bir teknoloji geliştirilmiş oldu. Araştırmalar elde edilen sonuçların detaylandırılarak, zamanla üretimi ucuzlatmaya ve sürekli kılmaya çalışacaklar. 

Yapılan bilimsel tahminlere göre katı hal bataryaları, sıradan bataryalarımıza göre 6 kata kadar daha hızlı şarj olabilecek, enerji yoğunlukları 2 ila 10 kat arasında artabilecek, 10 yıla kadar kullanım ömrü sunacak ve yanma riski sıfıra yaklaşacak.

Yorumlar

Bu blogdaki popüler yayınlar

Medyan (Ortanca) Nedir? Nasıl Hesaplanır? Nerelerde Kullanılır?

Medyan işlemi olasılık hesaplamalarında sıkça kullanılan bir sayı dizisinin ortalamasını hesaplamak için alternatif yöntemlerden bir tanesidir. Ortanca medyan işleminin diğer adıdır. Matematiksel olarak medyan işlemi bir sayı dizisi küçükten büyüğe sıralayarak ortada kalan elemanı medyan değeri olarak belirleme işlemidir. Örnek verecek olursak: 2, 1, 5, 4, 5, 1, 2, 3, 5 serisi sıralanırsa 1, 1, 2, 2, 3, 4, 5, 5, 5 serisi elde edilir. Bu seri 9 elemanlı olduğundan ortadaki, yani 5. eleman (medyan) olacaktır. 5. eleman 3 sayısıdır. Yani ortanca değeri 3'dür Eleman sayısı tek sayı olan bir seride medyan değerin sırasının hesaplaması şu şekilde formüle edilir. Medyanın Sırası = (Eleman Sayısı + 1) / 2 Bu formülü yukarıdaki örneği uygulayacak olursak; Medyanın Sırası = (9 + 1) / 2 = 5 Veri serisi eleman sayısı bir çift sayı ise bu durumda serinin 2 medyanı olacaktır. Örneğin 2, 1, 5, 4, 5, 1, 2, 3, 5, 4 serisi sıralandığında 1, 1, 2, 2, 3, 4, 4, 5, 5, 5 s

Ağaçlar Kireçle veya Badana İle Neden Boyanır?

Ağaçlar kireçle boyanmasının veya badana yapılmasının hem çevreye hem de doğaya, ağaçlara faydası var. Bu makalede bu geleneği enine boyuna tartışmaya çalıştık. Ağaca zarar veren mikrop ve bakterileri öldürür. Ağacı çok aşarı soğuk havalarda ve çok aşırı sıcak havalarda korur. Ağacın çürümesini ve kurtlanmasını önler. Ağacın gövdesinin alabileceği zararları en az düzeyde düşürmeyi sağlar. Hoş, güzel, hijyenik, temiz pırıl pırıl bir görüntü oluşturur. Ayrıca çok sıcak havalarda da ağacı yanmaya karşı korumak. En büyük etkisi soğuk havalarda ağacı don vurmalarına karşı korumak . Küresel ısınma göz önüne alındığında mevsim değişiklikleri ani don, ani ısı artışları ve azalışları sonucunun doğuracağı etkenler için yararlı etkin bir yöntem. Gövdeden obur dalların çıkmasını azaltmak için sürülür. Kireçleme ağaçları güneş yanığından korumak için yapılıyor. Ağaçlar da güneşten yanabiliyorlar. Bu arada odun dokudaki gözenekleri doldurarak kapattığı için, zararlıların yuv

Azərbaycan Dilində Vurğu Qəbul Etmeyen Şekilçiler

Sözlərdə hecalardan birinin digərlərinə nisbətən daha qüvvətli deyilməsinə heca vurğusu deyilir. Üzərinə vurğu düşən hecaya isə vurğulu heca deyilir. Azərbaycan dilində vurğu adətən söz sonuna düşür. Söz şəkilçi qəbul ederkən vurğu adətən şəkilçinin üzərinə keçir. Məsələn: çiç ə k - çiçəkl ə r - çiçəklərd ə n məkt ə b - məktəbl i - məktəblil ə r - məktəblilərd ə n Buna baxmayaraq dilimizdə bir sıra şəkilçilər var ki onlar vurğu qebul etmirlər. Bu məqalədə Azərbaycan dilində vurğu qebul etməyən şəkilçilər incələnəcək ve bu şekilçilərin hansı hallarda vurğu qebul edib hansı hallarda vurğu qebul etmediyi araşdırılacaqdır. Eyni zamanda bildirmək istəyirəm ki vurğu ilə bağlı daha geniş və ətraflı məlumat üçün Azərbaycan Dilində Vurğunun Praktik Məsələləri adlı məqaləyə də nəzər yetirə bilərsiniz.  1. İsimlərdəki şəxs(xəbərlik) şəkilçiləri Məsələn: müəli'məm müəli'msən müəli'mdir müəli'mik müəli'msiniz müəli'mdirlər Qeyd: -dır4