Modern dünyayı şekillendiren lityum iyon bataryalar cep telefonlarından dizüstü bilgisayarlara ve elektrikli otomobillere kadar birçok şarj edilebilir elektronik alette kullanılıyor. Ama bunlarla gelen bazı sorunlar da var. Bu
bataryalar toksik ve alev alabilir materyallere bel bağlıyor ve bu da en küçük bir arızanın bu aletlerin patlamasıyla sonuçlanabilmesi anlamına geliyor.
Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’nda görev yapan fizikçiler önderliğindeki bir araştırma ekibi, son beş yıldır hiçbir şekilde arızalanmıyor gibi görünen bir lityum iyon bataryayı geliştirmek üzerinde çalışıyorlar. Ekibin Maryland Üniversitesi araştırmacılarıyla birlikte yaptığı çalışmalar sonucunda ilk kez 2017’de açıkladığı bu sağlam ve dayanıklı batarya, verdiği elektrikte bir kesinti meydana gelmeden kesilebiliyor, vurulabiliyor, bükülebiliyor ve ıslatılabiliyor. Ama geçtiğimiz yılın sonlarında, Johns Hopkins
ekibi işi daha da ileri bir noktaya taşıdı ve bataryayı hem ateşe dayanıklı hale getirdi hem de voltajını ticari bir ürününkiyle kıyas edilebilir düzeylere yükseltti.
Araştırmacılar son derece dayanıklı bir batarya üretmenin sırrının, bataryanın artı ve eksi uçlarını ayıran elektrolitte saklı olduğunu söylüyorlar. Bir lityum iyon batarya kullanıldığında, yüklü lityum parçacıkları anottan (eksi uç) katoda (artı uç) doğru ilerleyerek elektrolitteki bir bariyerden geçiyor ve burada enerji üreten bir kimyasal reaksiyona uğruyor.
Çoğu Elektrolit Felakete Davetiye Çıkarıyor
Lityum iyon elektrolitlerin çoğu yanıcı lityum tuzları ve toksik sıvıların karışımından oluşuyor ve bu da felakete davetiye çıkarmak anlamına geliyor.
Katodu anottan ayıran geçirgen bariyerde bir bozulma meydana gelmesi durumunda kısa devre gerçekleşiyor ve yüksek miktarda ısı ortaya çıkıyor.
Oluşan tüm bu ısı bataryada bulunan oksijen yönünden zengin katodun yanındaki lityum iyon elektrolit gibi yüksek derecede alev alabilir özelliğe sahip materyallere isabet ettiğinde, insan elinde alev almış elektronik bir alet tutuyor oluyor.
Su bazlı elektrolitler içeren sulu bataryalar, alev almaz özelliğe sahip oldukları ve toksik olmadıkları için tüm bu sorunların önüne geçiyor. Bu bataryalar yaklaşık 25 yıldır varlar ama kullanışlı olamayacak kadar zayıflar. Ama Johns Hopkins araştırmacıları, bu bataryalardaki lityum tuzlarının konsantrasyonlarını artırarak ve elektroliti bir polimerle karıştırarak elektrik potansiyelini ortalama 1.2 volttan 4 volta yükseltebileceklerini buldular. Ve bu, ticari lityum iyon
bataryalarla kıyas edilebilir bir elektrik potansiyeli.
Araştırmacılar piyasada mevcut olan bir anot ve katodu bu plastiğimsi elektrolite bağladıklarında, daha önce hiç görülmemiş tarzda bir lityum iyon bataryayla karşı karşıya kaldılar. Bu batarya bir kontakt lens gibi saydam ve esnek. Üstelik toksik ve yanıcı da olmayan batarya neredeyse her türlü darbeye de dayanabiliyor.
İki Yıl İçinde Piyasada Olabilir
Ekip yaptığı testler sırasında, cihazı tuzlu suya batırdı, makasla kesti, balistik etkiyi simüle etmek için bir hava tabancası kullandı ve bataryayı ateşe verdi.
Batarya testlerin her birinde elektrik üretmeyi sürdürdü. Ateşle yapılan testlerden birinin sonrasında yanan kısım kesildi ve batarya 100 saat boyunca normal bir şekilde çalışmaya devam etti.
Araştırmacılar şu anda bu yeni bataryanın üretimi için adını vermek istemedikleri üreticilerle görüşme halinde olduklarını ve bataryanın iki yıl içinde piyasada olabileceğini söylüyorlar.
Bataryanın esnek olması sebebiyle giyilebilir elektroniklerde kullanılabileceği belirtiliyor. Bataryanın sağlamlığı ve dayanıklılığı da, onun otonom su altı araçları, dronlar ve uydular gibi birçok askeri ve bilimsel uygulamada kullanılabileceğini düşündürüyor. Patlayan elektronik aletler devri nihayet kapanıyor olabilir.
Orijinal makale: Wired
anod pozitif uctur