Temiz enerji denildiğinde akıllara hemen modern lityum-iyon teknolojileri gelse de, bilim dünyası kökleri 19. yüzyıla dayanan devrimsel bir fikri tozlu raflardan indirdi. UCLA öncülüğünde yürütülen uluslararası bir çalışma, ünlü mucit Thomas Edison’un 125 yıl önce elektrikli otomobiller için hayal ettiği nikel-demir batarya vizyonunu, 21. yüzyılın nanoteknoloji imkanlarıyla yeniden hayata döndürdü. Geçmişin mirasını bugünün malzeme bilimiyle harmanlayan araştırma ekibi, enerji depolama dünyasında kartların yeniden dağıtılmasına neden olacak sonuçlara imza attı.
1900’LERİN HAKİMİ ELEKTRİKLİ ARAÇLARDI
Sanılanın aksine, 1900’lü yılların başında ABD yollarında elektrikli otomobiller benzinli araçlardan çok daha yaygın bir konumdaydı. Ancak dönemin kurşun-asit bataryalarının sunduğu kısıtlı menzil ve yüksek maliyetler, sektörün en büyük engeliydi. Edison, bu tıkanıklığı aşmak için nikel-demir kimyasına odaklanmış; 160 kilometre menzil sunan ve dönemi için hızlı sayılabilecek yedi saatlik şarj süresine sahip bir batarya hedeflemişti. Ne var ki, içten yanmalı motorların hızla gelişmesi ve o günkü bataryaların yaşadığı teknik aksaklıklar, Edison’un bu vizyonunu tarihin karanlık sayfalarına itmişti.
NANOTEKNOLOJİ İLE GELEN 30 YILLIK ÖMÜR
Bugün ise Profesör Richard Kaner ve Dr. Maher El-Kady liderliğindeki ekip, Edison’un yarım kalan hikayesini tamamlamayı başardı. Nanoteknoloji kullanılarak geliştirilen yeni nikel-demir batarya prototipi, saniyeler içinde şarj olabilme yeteneğiyle dikkat çekiyor. 12 binden fazla şarj-deşarj döngüsüne dayanabilen bu sistem, günlük kullanımda 30 yılı aşan bir kullanım ömrü vaat ediyor. Enerji yoğunluğu bakımından henüz lityum-iyon pillerin seviyesine gelmemiş olsa da, bu dayanıklılık seviyesi teknolojiyi özellikle büyük ölçekli enerji depolama sistemleri ve veri merkezleri için rakipsiz bir alternatif haline getiriyor.
BİR SAÇ TELİNE SIĞAN BİNLERCE ATOM
Bu olağanüstü performansın temelinde, çapı 5 nanometreden daha küçük nikel ve demir kümeleri yer alıyor. Bir insan saç telinin genişliğine yaklaşık 20 bin adet sığabilen bu mikroskobik kümeler, elektrot yüzey alanını devasa boyutlarda artırıyor. Bu sayede iyonların kat etmesi gereken mesafe kısalıyor ve hemen hemen her atom kimyasal reaksiyona aktif olarak katılabiliyor. Eskiden saatler süren dolum süreci, yüzey alanındaki bu dramatik değişim sayesinde saniyelere inerek modern dünyanın hız ihtiyacına cevap veriyor.
ÜRETİMDE ŞAŞIRTAN YÖNTEM: PROTEİNLERİN GÜCÜ
Geliştirilen teknolojinin üretim süreci ise en az sonuçları kadar şaşırtıcı bir yönteme dayanıyor. Araştırmacılar, metal kümelerini şekillendirmek için sığır eti üretiminden elde edilen proteinleri bir şablon olarak kullandı. Bu proteinler, tek atom kalınlığındaki grafen oksit tabakalarıyla karıştırılıp yüksek sıcaklıklarda fırınlandığında, hacminin yüzde 99’u havadan oluşan “grafen aerojel” yapısı ortaya çıktı.
News
Otomotiv
Otomotiv
Otomotiv
Otomotiv
Otomotiv
Otomotiv
