Elektrikli otomobiller için lityum iyon pillere alternatifler

semaver

New member
Tüm araçların elektrikli olduğu bir gelecek, çeşitli koşulları karşılayan pillerin bulunmasını gerektirir: CO2 üretimini önemli ölçüde azaltan malzeme ve üretim yöntemlerinin kullanılması; enerji depolamayı artırın ve fiyatı düşürün; ömrü (şarj sayısını) artırın, ağırlığı, hacmi ve şarj süresini azaltın. Ayrıca, sadece çok az ülkenin topraklarında bulunan maddelere güvenemezler.


Bu talepler bizi şu soruya yöneltiyor: Lityum pillerin (lityum-iyon) değiştirilmesi gerekli mi? Cevap Evet.

Çevre açısından, lityumun piller için en iyi seçenek olmadığı bilinmektedir. Çıkarılması kapsamlı ormansızlaşmaya yol açabilir ve ayrıca hem çıkarma hem de üretim önemli miktarda CO2 üretir. Lityum pillerin de uygun şekilde atılmadıklarında ‘çöp sahası’ yangınlarına neden olduğu bulunmuştur. Teknik olarak sıvı elektrolit denilen şeyi kullandıkları için bu alev alma yeteneği, araçta bulundukları yerin kapalı ve soğutulmuş bir alan olmasını gerektirir. Buna çok kısa ömürleri, çok uzun şarj süreleri olduğunu ve lityumun yanı sıra diğer kirletici, pahalı metalleri (kobalt, nikel vb.) kullandıklarını da eklemeliyiz. Bu pillerin bazı olumsuzluklarını gidermek için yapılan araştırmalar istenilen meyveyi vermiyor. Bu nedenle alternatifler aranmaktadır.

Temel ve uygulamalı araştırma merkezlerinde lityum-iyon pilleri değiştirmek için üzerinde çalışılan birçok seçenek arasından bu makale en gelişmiş olan ikisini gösteriyor. Her ikisi için de otomobil şirketleri, önemli ekonomik yatırımlarla konsorsiyumlar oluşturdu.

Seçeneklerden biri sıvı elektrolit kullanmaya devam etmek, ancak negatif elektrot yerine sodyum yerine lityum ve pozitif elektrot için kükürt kullanmaktır. Bu piller 1900 yılında General Motors tarafından üretildi, ancak ciddi bir sorunları vardı. Olağan elektrolitler kükürdü çözerek çok kısa hizmet ömrüne ve kararsız çalışmaya neden olur. Bu nedenle, çözülmesi gereken ilk problem, performansı korurken pozitif elektrotun kükürdünü çözmeyen elektrolitler bulmaktır. Bu piller, eğer optimize edilebilirlerse, CO2 emisyonlarını önemli ölçüde azaltacak, ancak küçük miktarlarda başka bir sera gazı olan SO2 salınacak. Kullanılacak malzemelerin bol olması ve tüm ülkelerde bulunması nedeniyle bu pillerin fiyatının lityum-iyon pillere göre çok daha düşük olması gerekir. Yukarıda belirtilen olumsuz faktörlerin geri kalanının iyileştirilip iyileştirilmediğinin doğrulanması gerekmektedir.

Diğer seçenek katı hal pilleri olarak adlandırılır. Cam, seramik, katı polimerler veya sülfitlerden oluşan katı bir elektrolit kullandıkları için bu şekilde adlandırılırlar. Bu, onları daha hafif, daha fazla enerji depolayabilen, daha hızlı şarj edebilen ve alev almaya daha az yatkın hale getirir. Bu gerçek, aracın akü bölmesindeki soğutma sistemlerini basitleştirir ve çalışma güvenliğini artırır. Kullanışlı ömrüne gelince, lityum-iyon piller için yaklaşık 3.000 şarj döngüsünden yaklaşık 10.000’e çıkmaktan söz ediliyor. En önemli küresel çaba, BMW grubu tarafından yönetilen bir konsorsiyumdur. En iyimser olanlar, bu pillerin 2024 yılına kadar ve diğerlerinin (Toyota) 2030 yılına kadar olası ticarileştirilmesinden bahsediyor. Olası kullanımlarındaki gecikme, diğer şeylerin yanı sıra, laboratuvardan üretime geçişin şu anda pahalı bir süreç olmasından kaynaklanıyor. . ve az gelişmiştir.

Tahmin edilebileceği gibi elektrikli aracın geleceği pillerde.