Maryland Üniversitesi'nin kimya ve biyomoleküler mühendislik bölümünden gelen haberler, elektrikli araçlar (EV) ve diğer cihazların pil güvenliğine yönelik endişeleri hafifletebilir. Araştırmacılar, lityum iyon pillerdeki alev alma olasılığını azaltan yeni bir pil teknolojisi geliştirdi. Bu teknoloji, özellikle EV'lerde kullanılan ve aşırı ısındığında yanma riski taşıyan lityum iyon pillerin yangın riskini önemli ölçüde azaltıyor.

ABD'de 750.000'den fazla kayıtlı EV'nin yüksek enerji depolama kapasiteleri nedeniyle lityum iyon pillere dayandığını biliyoruz. Ancak bu piller, yanıcı sıvı elektrolit bileşenleri içerdiğinden aşırı ısındığında yangın riski taşıyor. Maryland Üniversitesi'nden Profesör Chunsheng Wang liderliğindeki araştırmacılar, dendrit oluşumunu durdurarak tamamen katı hal pillerin üretimini mümkün kılan yeni bir "ara katman" tasarımı geliştirdi.

Nature dergisinde yayınlanan bir makalede anlatılan bu yenilikçi yöntem, lityum dendritlerin büyümesini baskılayarak, firmaların gelecek vaat eden katı hal teknolojisini geniş çapta ticarileştirmesine engel olan sorunlara çözüm sunuyor. Wang ve ekibinin geliştirdiği bu teknoloji, EV'lerde ve diğer cihazlarda daha güvenli pil kullanımını mümkün kılacak.

Elektrikli araba aküsü yangınları nispeten nadir görünse de, Ulusal Ulaşım Güvenliği Kurulu, ilk müdahale ekiplerinin elektrik çarpması ve zehirli gazlara maruz kalma riskleriyle karşı karşıya olduğunu belirtiyor. Wang'ın bu yeni teknolojisi, bu tür riskleri azaltabilir ve EV'ler için daha güvenli bir alternatif sunabilir.

Wang ve ekibi, lityum dendrit büyümesinin oluşumuna yönelik bir teori geliştirdi ve bu teorinin ışığında, dendrit büyümesini etkili bir şekilde baskılayacak yeni ara katmanlar tasarladı. Bu çözüm, katı elektrolit ile anot ve katot arasındaki pil arayüzlerinin stabilize edilmesine dayanıyor.

Bu yeni pil yapısı, katot tarafını stabilize eden, flor açısından zengin bir ara katmanın yanı sıra, anotun ara katmanının, lityum dendritini baskılayan magnezyum ve bizmut ile modifikasyonunu da içeriyor. Wang, "Katı hal piller yeni nesildir çünkü yüksek enerji ve güvenlik elde edebilirler. Mevcut pillerde yüksek enerji elde ederseniz güvenlikten fedakarlık etmiş olursunuz," diye açıklıyor.

Araştırmacılar, katı hal teknolojisini ticarileştirmek için elektrolit kalınlığını ve enerji yoğunluğunu optimize etme zorlukları üzerinde çalışıyorlar.