Elektrikli Otomobillerde Pil Devrimi Yaklaşıyor | Katı Hal Bataryalar

Elektrikli otomobillerde menzil ve şarj sorununu çözmeye en yakın pil teknolojisi olarak katıl hal bataryalar öne çıkıyor.

Katı hal bataryalar, lityum iyon ve polimer bataryalarda bulunan sıvı veya polimer jel elektrolitler yerine katı elektrolit kullanan bir pil teknolojisidir. Bu teknolojinin 1831 yılında Michael Faraday'ın katı elektrolitleri keşfetmesiyle ilk adımı atılmış oldu. Ancak bu keşif 2009 yılına kadar laboratuvar ortamında kalmıştır. Ford gibi büyük firmalar bu uzun zaman aralığında denemler yapmış olması rağmen sonuç alamamıştır.

Katı hal bataryaların kullanıldığı ilk elektrikli otomobil, 2008 yılında prototip olarak tanıtılan ve 2011 yılında seri üretime geçen Bolloré BlueCar’dır. Pininfarina tarafından tasarlanan ve Renault tarafından üretilen bu otomobil projesine yaklaşık 3 milyar avro (3,3 milyar dolar) yatırım yapılmıştır. 2021 yılında ise Singapurlu bir firmaya satılmış ve istasyonları devredilmiştir.

Katı hal bataryalar, lityum-iyon bataryaların yanıcılık, sınırlı voltaj, dengesiz katı-elektrolit interfaz oluşumu ve zayıf çevrim performansı gibi sorunlarını çözmektedir. Ticari pillerde bulunan tehlikeli veya zehirli maddelerin kullanımından kaçınılabilir. Daha az ısı üretirler ayrıca potansiyel olarak daha uzun ömürlüdürler. Daha hızlı şarj edilebilirler ve daha yüksek voltaj ile daha uzun çevrim ömrü sunabilirler. Termal yönetim ihtiyacı azalır ve otomobillerin ağırlığını hafifletirler.

Katı hal bataryalar standart hale geldiğinde, 1000 km’nin üzerinde menzil ve 10 dakika civarında tam şarj süresi hayal olmaktan çıkacak.

Yarı katı hal bataryalar %25-30 oranında sıvı elektrolit yerine daha düşük oranda sıvı elektrolit kullanır. Bu bataryalar 1.000+ km menzil ve %10 sıvı elektrolit ile IM Motors L6 gibi araçlarda kullanılmaktadır. Yarı katı hal pillerde daha sonra bu sıvı oranın daha düşük değerlere düşmesi bekleniyor.

Katı hal bataryalar, akıllı saatler, kalp pilleri ve RFID etiketleri gibi daha küçük cihazlarda hali hazırda kullanılmaktadır.

Katı hal bataryaların üretim zorluğu, maliyet, sıcaklık ve basınç, arayüz direnci, dendrit oluşumu ve anot ile katottaki hacim değişiklikleri gibi sorunları vardır.

2025 yılı civarında geleneksel sıvı lityum iyon bataryalardan katı hal bataryalara kademeli bir geçiş yaşanması beklenmektedir. 2035 yılına gelindiğinde katı hal bataryların yayıngınlaşması ve kabul görmesi bekleniyor.

Katı hal bataryalar konusunda önde gelen üreticiler arasında CATL, BYD, LG, Welion, Talent New Energy, Ruitai, QuantumScape, SES, Factorial Energy, ProLogium, Samsung SDI ve Toyota çeşitli firmalar bulunmaktadır.

Katı hal bataryalar potansiyelleri ile beraber puslu bir yolda ilerliyor. Bakalım gelecekte istediğimiz düzeye ulaşıp sektör standardı haline gelebilecek mi?

00:00 Giriş
00:16 Katı Hal Piller Nedir?
01:33 İlk Katı Hal Pilli Otomobil?
02:47 Katı Hal Bataryaların Avantajları
04:55 Katı Hal Piller ile Menzil ve Şarj
05:45 Yarı Katı Hal Batarya Nedir?
06:55 Katı Hall Pillerin Günümüz Kullanımları
07:40 Katı Hal Batarların Sorunları
09:02 Katı Hal Pilleri Ne Zaman Otomobillerde Göreceğiz?
09:35 Katı Hal Batarya Konusunda Çalışma Yapan Firmalar
10:30 Kapanış