Elektrikli araç satışlarının büyüme suratı yavaşlamış olsa da batarya teknolojileri alanındaki gelişim yavaşlamıyor. Günümüzde araçlarda yüklü olarak kullanılan lityum-iyon bataryaların durumu da temelinde geniş çapta benimsenmeyi engelliyor. Lakin önümüzdeki yıllarda kaya silikatlarından yapılan katı hal bataryalar, lityum-iyon bataryalara çevre dostu, daha verimli ve daha güvenli bir alternatif olarak karşımıza çıkabilir.
Katı hal kaya bataryaları geliyor
Danimarka Teknik Üniversitesi’nde (DTU) araştırmacı olan Mohamad Khoshkalam’ın geliştirdiği materyal, Taş Bölümü’ndeki Fred Çakmaktaş’ın çalıştığı yerde çıkardığı bildiğimiz doğal kayalardan imal ediliyor. Gereç yer kabuğunda en bol bulunan minerallerden kimileri olan potasyum ve sodyum silikatlardan oluşuyor. Bunlar öncelikle kayalarda bulunan elementler ortasında yer alıyor.
Giderek daha fazla insan elektrikli otomobillere geçtikçe, en az onun kadar verimli, fakat daha etraf dostu ve üretimi daha ucuz olan yeni kuşak lityum içermeyen bataryalar geliştirmemiz gerekiyor. Bu da bataryanın ana bileşenleri olan anot, katot ve elektrolit için yeni materyallerin yanı sıra yeni batarya dizaynlarının geliştirilmesini gerektiriyor. Yarının üstün bataryalarında lityumun yerini alacağı belirtilen potasyum ve sodyum silikatlara dayalı katı hal bataryaların en büyük avantajı havaya ve neme karşı hassasolmaması. Bu da bataryanın içinde kağıt inceliğinde bir tabaka halinde kalıplanmasını mümkün kılıyor.
Dünya yüzeyinin yüzde 90’ından fazlasını kaplayan silikatlardan elde edilebilen ucuz, etraf dostu bir materyal olduğu belirtilen yeni süperiyonik materyal, iyonları yaklaşık 40derecede iletebiliyor. Materyal ayrıyeten, şu anda lityum-iyon pillerde kapasite ve hizmet ömrünü artırmak için kullanılan kobalt üzere kıymetli ve etrafa ziyanlı metaller eklenmeden de çalışıyor. Üretim ise oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda gerçekleşebileceğinden ölçeklendirme de daha kolay hale geliyor.
Katı hal elektroliti olarak potasyum silikatın kullanılabileceği aslında uzunca bir müddettir biliniyordu fakat potasyum iyonları büyük olduğu için yavaş hareket ediyorlardı. Elektrolitin iletkenliği, iyonların elektrolit içinde ne kadar süratli hareket edebildiğine bağlı olduğu için de potasyum iyonları üzerinde pek durulmamıştı. Lakin Khoshkalam, iyonların lityum bazlı elektrolitlerden daha süratli hareket etmesini sağlayan bir süreç bulduğunu söylüyor. Bu sürecin ve teknolojinin patenti aldığı için teknik ayrıntılar paylaşılmıyor.
En az 10 yıl daha var
Katı hal kaya bataryaları için şimdi yolun çok başında bulunuluyor. Şayet kayalardan imal edilmiş bataryaya sahip elektrikli bir araç istiyorsanız en az 10 yıl beklemeniz gerekebilir. Mohamad Khoshkalam halihazırda teknolojisi için patent almış ve batarya şirketleri için katı hal elektrolit bileşenleri geliştirecek olan K-Ion isimli şirketini kurma kademesinde. Yapılan açıklamaya nazaran çalışan bir prototipin 1-2 yıl için hazır olması bekleniyor.
