Araştırmacılardan çığır açan çinko-iyon batarya gelişimi

Avustralya Teknoloji Üniversitesi (UTS) ve İngiltere’deki Manchester Üniversitesi iş birliğiyle yürütülen araştırmalar, çinko-iyon batarya teknolojisinde kıymetli bir atılıma işaret ediyor. Araştırmacılar, bataryaların katot materyalinin yapısal dayanıklılığını artırarak 5.000’den fazla şarj-deşarj döngüsünde kararlı performans sergileyebilen bir sistem geliştirdi. Bu, şebeke ölçeğinde depolama için lityum iyona kıymetli bir alternatif haline gelebileceğine işaret ediyor.

Lityum iyona güçlü alternatif

Gelişmenin merkezinde ise “Jahn-Teller etkisi” ismi verilen ve geçiş metalleri içeren kristal yapılarda simetri bozulmasına yol açan bir fizikî olay yer alıyor. Takım, bu etkiyi kullanarak iki boyutlu manganez-oksit/grafen “süper örgü” (superlattice) tasarladı. Bu yapı, döngüsel kullanım sırasında katotun bozulmasını engelleyen bir tansiyon sistemi oluşturuyor.

Yeni metot sayesinde batarya, 5 C akım suratında 165 mAh g−1 kapasiteyi koruyarak 5.000 döngüden fazla dayanıklılık gösteriyor. Bu, mevcut çinko-iyon bataryalara nazaran yaklaşık yüzde 50 daha uzun ömür manasına geliyor. Ayrıyeten, sistemin su bazlı yapısı ve düşük maliyeti, lityum-iyon bataryalara kıyasla daha inançlı bir alternatif sunuyor.

Araştırmanın baş müellifi UTS’ten Prof. Guoxiu Wang, süper örgü yaklaşımının sırf laboratuvar ölçeğinde değil, ticari aygıtlara uygulanabilir olduğunu ortaya koyduklarını söylüyor. Araştırmacılar ayrıyeten, geliştirdikleri üretim sürecinin zehirli çözücüler yahut yüksek sıcaklık gerektirmeyen, su bazlı ve ölçeklenebilir bir metot olduğunu da vurguladı. Bu da çinko-iyon bataryaların seri üretim açısından daha uygulanabilir hâle geldiğini gösteriyor. Şimdiye kadar çinko-iyon bataryalar kısa ömürleri nedeniyle pek yaygınlaşamamıştı.