Sürücüler, elektrikli araçlara tamamen geçmelerini engelleyen başlıca nedenlerden biri olarak menzil kaygısından (yani bir otomobilin bataryasının ne kadar dayanacağına dair endişeden) muzdarip olduklarını sürekli olarak bildiriyor.
Bu endişeyi gidermek için dünyanın dört bir yanındaki araştırma ekipleri elektrikli araç bataryalarının kapasitesini artıracak yeni elektrot tasarımları araştırıyor.
Araştırmacılar, yüksek şarj depolama kapasitesi nedeniyle elektrikli araçlarda lityum-iyon bataryaların elektrot malzemesi olarak silikon kullanmaya çalışıyor.
Ancak silikonun şarj sırasında üç kattan fazla genişlemesi ve deşarj sırasında ilk boyutuna geri büzülmesi, bataryaların verimliliğini ve yapısal bütünlüğüne ciddi şekilde zarar verdiğinden, bu durum bir zorluk olarak kalmaya devam ediyor.
Büyük silikon parçacıkların genişleme sorunu, bataryanın çalışması sırasında belirginleşebilir. Bu da onun elektrot malzemesi olarak kullanımı için sınırlamalar teşkil ediyor.
Güney Koreli bilim insanları, artık küçük silikon parçacıkları ve jel polimer elektrolitleri kullanan "yeni nesil" yüksek enerji yoğunluklu lityum-iyon batarya sistemi geliştirdi.
Batarya içindeki jel elektrolit, pozitif ve negatif terminaller (anot ve katot) arasında yüklü parçacıkların hareketini kolaylaştıran kritik bir bileşen.
Genellikle kullanılan sıvı elektrolitlerin aksine jel elektrolitler, elastik polimer yapısıyla ya katı ya da jel halinde bulunuyor ve sıvı muadillerine göre daha iyi stabiliteye sahip.
Araştırmacılar jel elektrolitle minik silikon parçacıkları arasında kimyasal bağlantılar kurarak bataryanın çalışması sırasında hacim genişlemesinin neden olduğu iç gerilimi dağıttı.
Bilim insanları, "Elde edilen iç içe geçmiş sistem, yüksek iyonik iletkenlik sağlarken hacimsel genişlemeyi azaltmada olağanüstü özellikler sergiledi" diye yazdı.
Çalışmaya göre, yeni "uygun maliyetli" jel elektrolit sistemi, sıvı elektrolit kullanan geleneksel bataryalara benzer iletkenlik sergilerken, enerji yoğunluğunda da yaklaşık yüzde 40'lık bir iyileşme sağladı.
Bilim insanları, "Mikro-silikon bir anot kullandık, yine de stabil bir bataryaya sahibiz. Bu araştırma bizi gerçek bir yüksek enerji yoğunluklu lityum-iyon batarya sistemine yaklaştırıyor" dedi.
Araştırmacılara göre bulgular, bu yeni yöntemin gelecekteki bataryalarda enerji yoğunluklarını artırma potansiyelinin altını çiziyor.
Bu çalışmanın enerji depolama sistemlerinde devrim yaratabileceğini ve artık tek bir şarjla yaklaşık 700 kilometre yol alan elektrikli araçların bin kilometre menzile ulaşmasını sağlayabileceğini belirtildi.
