Cambridge bilim insanları elektrikli araç bataryalarının ömrünü uzatmanın basit bir yolunu buldu

Cambridge Üniversitesi araştırmacıları, elektrikli araçlar alanında beklenmedik ve devrim niteliğinde bir keşfe imza attı. Nature Energy dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, bataryaların hizmet ömrünü önemli ölçüde uzatmak için kimyasal bileşimlerini değiştirmek gerekmiyor; sadece belirli bir basıncı korumak yeterli oluyor. Bu konuda Ixbt.com haber veriyor.

Bilindiği üzere, geleneksel lityum-iyon hücreler şarj ve deşarj süreçlerinde fiziksel olarak genişler ve daralır. Bilim insanları bu süreci bataryanın "nefes alması" olarak adlandırıyor. Zamanla bu tür periyodik deformasyonlar, hücrelerin iç yapısının bozulmasına ve batarya kapasitesinin düşmesine yol açıyor.

Basınç ve verimlilik arasındaki denge

Araştırma ekibi, özel bir pnömatik cihaz kullanarak batarya hücrelerine farklı basınçlar uygulayarak deneyler yaptı. Sonuçlar, yaklaşık 12,5 bar (181 psi) değerinde sabit bir basınç altında çalışan bataryaların hizmet ömrünün, normal duruma kıyasla iki katına çıktığını gösterdi. Bu keşif, bataryaların geliştirilmesinde yeni bir yön açıyor.

Ancak bilim insanları, basıncın bir "optimal bölgesi" olduğunu özellikle vurguluyor. Eğer basınç yeterli değilse, katotta çatlak oluşumu hızlanıyor. Aksine, basınç aşırı yüksekse, anotta lityum katmanları birikerek güvenliği tehdit edebilir ve batarya verimliliğini düşürebilir. Yani mesele sadece basıncı artırmak değil, onu tam kararında tutmaktır.

Fiziksel açıdan, doğru seçilmiş basınç bataryanın iç yapısını stabilize eder ve genişleyip daralması sonucu ortaya çıkan yıkıcı etkileri azaltır. Batarya yaşlandıkça şekli değiştiği için mühendislerin zamanla uyarlanabilir (dinamik) bir basınç sistemi geliştirmeleri gerekecektir.

Gelecekteki beklentiler

Şimdilik bu araştırma laboratuvar ortamında gerçekleştirilmiş olup, bunu hemen seri üretim elektrikli araçlara uygulamak mümkün değildir. Bir sonraki aşamada bilim insanlarının, tüm batarya paketleri için basıncı kontrol etmeyi sağlayan mühendislik çözümleri geliştirmeleri gerekecektir.

Yine de bu çalışma, Cambridge Enterprise aracılığıyla şimdiden patent korumasına alındı. Bu keşif, batarya teknolojisini geliştirmede karmaşık kimyasal formüllerden ziyade mekanik süreçleri optimize etmenin daha etkili olabileceğini kanıtlıyor. Eğer bu yöntem uygulamaya konulursa, elektrikli araç sahipleri bataryayı değiştirmeden iki kat daha uzun mesafe kat etme imkanına sahip olacaklar.