Münih Teknik Üniversitesi’nden araştırmacılar, geliştirdikleri yeni bir katı hal batarya malzemesiyle lityum iyon iletkenliğinde dünya rekoru kırdı. Lityum, antimon ve az miktarda skandiyum içeren bu malzeme, önceki rekor sahiplerinden yüzde 30 daha yüks
ANKARA-BHA
Almanya’daki Münih Teknik Üniversitesi’nden (TUM) bilim insanları, katı hal bataryalarında kullanılmak üzere geliştirdikleri yeni bir malzeme ile lityum iyon iletkenliğinde dünya rekoru kırdı. Lityum, antimon ve az miktarda skandiyumdan oluşan bu yenilikçi bileşik, lityum iyonlarının şimdiye kadar bilinen tüm alternatiflere göre yüzde 30 daha hızlı hareket etmesini sağlıyor. Bu gelişme, daha hızlı şarj olan ve daha verimli çalışan bataryaların önünü açabilecek nitelikte.
Profesör Thomas F. Fässler liderliğindeki araştırma ekibi, malzemenin yapısında lityum atomlarının bir kısmını skandiyum atomlarıyla değiştirerek kristal kafes içinde boşluklar (vakanslar) oluşturdu. Bu yapısal düzenleme, lityum iyonlarının hareket kabiliyetini artırarak iletkenliğin rekor seviyelere ulaşmasına olanak tanıdı.
Katı hal bataryalarının yüksek enerji yoğunluğu sunması ve yangın riskini ortadan kaldırma potansiyeli göz önünde bulundurulduğunda, bu buluş enerji depolama teknolojileri açısından önemli bir dönüm noktası olarak değerlendiriliyor.
Malzemenin iletkenliğinin olağanüstü yüksek olması, ölçüm sürecini de zorlaştırdı. Bu nedenle araştırma ekibi, üniversite bünyesindeki Teknik Elektrokimya Kürsüsü ile iş birliği yaparak ölçüm yöntemlerini özel olarak uyarlamak zorunda kaldı. Ortak yazar Tobias Kutsch, malzemenin hem iyon hem de elektrik iletkenliği göstermesi nedeniyle standart ölçüm tekniklerinin yetersiz kaldığını belirtti.
Yeni geliştirilen bu malzemenin yalnızca lityum-antimon sistemine özgü olmadığı, aynı kristal yapının lityum-fosfor bileşenlerinde de uygulanabileceği açıklandı. Fässler, bu yönüyle keşfin geniş kapsamlı bir malzeme sınıfını temsil ettiğini vurguladı.
TUMint.Energy Research'ten Jingwen Jiang ise yüksek iletkenliğin yalnızca skandiyum eklenerek sağlandığını, oysa önceki rekorun beş farklı elementle elde edilebildiğini ifade etti. Malzemenin ısıl kararlılığa sahip olduğu ve geleneksel kimyasal yöntemlerle üretilebildiği belirtilirken, ticari kullanıma geçilmeden önce daha fazla test yapılmasının gerektiği kaydedildi.
Bu gelişmenin potansiyeli doğrultusunda patent başvurusu da gerçekleştirildi. Bilim insanları, bu keşfin yalnızca batarya teknolojilerinde değil, geniş bir yelpazedeki malzemelerde iletkenliği artırmak için de ilham verici olabileceğini düşünüyor.
