Tuzu temel bir bileşen olarak kullanan Çinli ve İngiliz araştırmacılar, yollarımızda daha çevreci, elektrikli taşımacılığa geçişi hızlandırabilecek yeni bir şarj edilebilir pil türü tasarladılar.
Birçok elektrikli araç (EV), şarj edilebilir lityum iyon pillerle çalışır , ancak zamanla enerji ve güç kaybedebilirler . Belirli koşullar altında, bu tür piller çalışırken veya şarj olurken aşırı ısınabilir, bu da pil ömrünü kısaltabilir ve şarj başına kilometreyi azaltabilir.
Bu sorunları çözmek için, Nottingham Üniversitesi, bir katı oksit yakıt hücresi ve bir metal-hava pilinin birleşik performans özelliklerini içeren yenilikçi ve uygun fiyatlı bir enerji deposu geliştirmek için Çin’deki altı bilimsel araştırma enstitüsü ile işbirliği yapıyor. Yeni pil tamamen geri dönüştürülebilir, çevre dostu, düşük maliyetli ve güvenli olurken elektrikli araçların menzilini önemli ölçüde genişletebilir.
Bir katı oksit yakıt hücresi, kimyasal reaksiyon sonucunda hidrojen ve oksijeni elektriğe dönüştürür. Bir yakıttan enerji elde etmede son derece verimli, dayanıklı, düşük maliyetli ve üretimleri daha çevreci olsalar da, şarj edilemezler. Bu arada, metal-hava pilleri, elektrik üretmek için demir ve havada bulunan oksijen gibi ucuz bir metal kullanan elektrokimyasal hücrelerdir. Şarj sırasında atmosfere sadece oksijen yayarlar. Çok dayanıklı olmasalar da, bu yüksek enerjili yoğun piller yeniden şarj edilebilir ve lityum iyon piller kadar elektriği depolayabilir ve boşaltabilir, ancak çok daha güvenli ve ucuzdur.
Araştırma ekibi, erken araştırma aşamalarında, elektrik iletkenliği için ısı ile aktive olan bir elektrolit türü olarak erimiş tuzu kullanan yüksek sıcaklıklı, demir-hava pil tasarımını keşfetti. Ucuz ve yanıcı, erimiş tuzlar , bir pile etkileyici enerji depolama ve güç kapasitesi ve uzun bir kullanım ömrü sağlamaya yardımcı olur.
Bununla birlikte, erimiş tuzlar aynı zamanda olumsuz özelliklere de sahiptir. Nottingham Üniversitesi araştırma lideri Profesör George Chen şunları söyledi: “Aşırı sıcaklıkta erimiş tuz agresif bir şekilde aşındırıcı, uçucu olabilir ve buharlaşabilir veya sızabilir, bu da pil tasarımının güvenliği ve kararlılığını zorlaştırır. İnce ayar yapmaya acil bir ihtiyaç vardı. bu elektrolit özellikleri daha iyi pil performansı ve gelecekteki elektrik taşımacılığında kullanılmasını mümkün kılıyor. “
Araştırmacılar, katı oksit nano tozları kullanarak erimiş tuzu yumuşak katı tuza dönüştürerek teknolojiyi başarıyla geliştirdiler. Çin Bilimler Akademisi Şangay Uygulamalı Fizik Enstitüsü’nden bu işbirliği projesine liderlik eden Profesör Jianqiang Wang, bu yarı katı hal (QSS) elektrolitinin 800 ºC’de çalışan metal hava pilleri için uygun olduğunu tahmin etti; Bu kadar yüksek çalışma sıcaklıklarında oluşabilecek erimiş tuzların buharlaşmasını ve akışkanlığını bastırdığı için.
Yine Çin Bilimler Akademisi, Şangay Uygulamalı Fizik Enstitüsü’nden proje ortağı Dr. Cheng Peng, bu deneysel araştırmanın benzersiz ve kullanışlı bir tasarım yönünü açıklıyor. Yarı katılaşma, erimiş tuz elektrolitlerinde yapısal bir engel görevi görürken, aşırı ısıda elektriği güvenli bir şekilde iletmelerine izin veren, esnek bir şekilde bağlanmış katı oksit parçacıkları ağı oluşturmak için nanoteknoloji kullanılarak gerçekleştirildi.
Nottingham’da bir erimiş tuz elektroliz laboratuvarına liderlik eden Profesör Chen, ekibin “cesaretlendirici sonuçlarının” yüksek stabiliteye sahip düşük maliyetli ve yüksek performanslı erimiş tuzlu metal-hava pilleri tasarlamak için daha basit ve daha verimli bir yaklaşım oluşturmaya yardımcı olacağını umuyor ve Emniyet.
“Modifiye edilmiş erimiş tuzlu demir-oksijen bataryası, evlerimizde ve şebeke seviyesinde yenilikçi depolama çözümleri gerektiren elektrik taşımacılığı ve yenilenebilir enerji dahil olmak üzere yeni pazarlarda büyük potansiyel uygulamalara sahiptir. Batarya aynı zamanda prensip olarak yeteneklidir. Hem evsel hem de endüstriyel enerji ihtiyaçları için son derece arzu edilen elektriğin yanı sıra güneş ısısının da depolanması. Erimiş tuzlar, daha sonra elektriğe dönüştürülen güneş ısısını yakalamak ve depolamak için şu anda İspanya ve Çin’de büyük ölçekte kullanılmaktadır – erimiş tuz metalimiz air battery iki işi tek bir cihazda yapıyor. “
Sonuçları özetleyen ” Şarj edilebilir yüksek sıcaklıkta erimiş tuzlu demir-hava pili için yarı katı hal elektroliti” makalesinin tamamı Energy Storage Materials dergisinde yayınlandı .