Lityum-iyon pillerin yanma sorununa çözüm bulundu

Yorumlar

Lityum pillerin içindeki elektrotlar ince bir plastikle birbirinden ayrılır ve genelde lityum-iyon olan sıvı bir elektrolit içerisinde yer alır. Bükülme, delinme gibi nedenlerden dolayı elektrotlar birbirine değip kıvılcıma sebep olurlarsa bu sıvı elektrolit yanabilir, hatta pil içindeki basınç nedeniyle şiddetli patlamalara da neden olabilir. Bu durum Note 7’de yaşanmış ve telefonlar Samsung tarafından geri toplanmıştı. Zaman zaman Tesla bataryalarının da yandığı haberlerini okuyoruz.

Esasen katı elektrolit kullanımıyla bu sorunun önüne geçmek mümkün. Ancak, sıvı elektrolitten katıya geçiş için çok büyük miktarda yatırım gerekiyor. Üreticilerin bunu kabul etmesi pek mümkün gözükmüyor.

Oak Ridge Ulusal Laboratuarı’nda (ORNL) görevli fizikçi Gabriel Veith bu soruna çözüm getirecek bir sıvı elektrolit geliştirdiğini ifade ediyor. Çocuklarına su ve nişasta karışımıyla hazırlanan muhallebiden esinlendiğini söyleyen Veith, Newton’sal olmayan akışkanlarla bu sorunu çözebileceğini düşünmüş. Newton, sabit bir sıcaklıkta bir akışkanın, uygulanan kayma gerilmesiyle doğru orantılı bir hızda şekil değiştireceğini belirtir. Ancak, Newton’sal olmayan akışkanlar için bu durum geçerli değildir.

Örnek vermek gerekirse, mısır nişastasıyla suyun karışımından oluşan sıvıya elinizi yavaşça daldırdığınızda battığını görürken, hızlıca vurduğunuzda hiçbir şekilde sıvının içine elinizi sokamadığınızı fark edeceksiniz. Hatta, Newton’sal olmayan akışkanla doldurulmuş havuzda yürüyen insanların videolarını internette görebilirisiniz. Bunun nedeni, bu tarz sıvılardaki bağların güç altında sertleşerek yüzey geriliminin neredeyse katı bir maddeninki kadar yüksek hale gelmesidir.

Bu fikirden hareketle yola çıkan Veith, delici ya da bükücü darbeye maruz kaldığında katı hale gelen bir elektrolit sayesinde pil yanmalarının önüne geçebileceğini düşünmüş. Bunun için hazırlanan formül ise basit. Küre şeklindeki silika nano parçacıklarının sıvı elektrolit içerisinde askıda bırakılması yeterli. Ancak buradaki püf nokta, tüm parçacıkların aynı boyda yani 200 nanometre çapında olması gerektiği. Aksi takdirde sıvı elektrolit daha da akışkan hale geliyor.

Bu yöntemle üretilen pillerin performansı aynı kalırken kapasitelerinden ve şarj sürelerinden biraz ödün vermek gerekiyor. Ancak, mevcut üretim hattında yapılacak küçük değişiklikle bu pilleri üretmek mümkün. Yani üretimi katı elektrolitlerin aksine büyük bir ekonomik yatırım gerektirmiyor.

Elektrik ve pille çalışan aletlerin hayatımızdaki yeri her geçen artarken bu tarz gelişmeler güvenliğimiz için büyük önem taşıyor. Yanan ya da patlayan piller nedeniyle hem insan hayatı tehlikeye atılıyor hem de firmalar prestij kaybına uğruyor. Bu nedenle firmaların bu tarz bilimsel gelişmelere seyirci kalmayacaklarını umuyoruz.