Çinli bilim insanları, geleneksel lityum bataryaların neredeyse iki katı enerji yoğunluğuna sahip su bazlı bir batarya geliştirdi. Araştırmacılara göre bu yeni tür batarya elektrikli araçlarda da kullanılabilir. Bilim insanlarına göre göre bu yeni “su bataryası” son derece yanıcı olan lityum bataryalara göre aynı zamanda çok daha güvenli. Nature Energy’de yayınlanan çalışmaya göre iyot ve brom temelli su bazlı batarya, geleneksel lityum bataryaların 700Wh/L’sine kıyasla litre başına 1200 watt-saat (Wh/L) enerji yoğunluğuna sahip. Araştırmacılar, çözümlerinin yeni nesil yüksek enerji yoğunluklu ve güvenli şarj edilebilir su bazlı bataryaların geliştirilmesi için umut verici bir potansiyel gösterdiğini belirtiyor.
Lityum bataryalardan daha verimli
Günümüzde otomobillerden akıllı telefonlara kadar çok geniş bir yelpazede kullanılan lityum bataryalar, yüksek enerji yoğunlukları nedeniyle tercih ediliyor. Ancak geleneksel lityum bataryaların, şarj ve deşarj olmasını sağlayan bir bileşen olan elektrolit, yüksek yanıcılığıyla bir risk faktörü olmayı sürdürüyor. Su bazlı elektrolitten oluşan “sulu bataryalar” ise aynı güvenlik risklerini taşımıyor.
Araştırmacılar 200Wh/L’nin altındaki mevcut su bazlı bataryaların lityum bataryalara kıyasla daha düşük bir enerji yoğunluğuna (bir bataryanın ağırlığına veya hacmine kıyasla tuttuğu enerji miktarı) sahip olduğunu belirtiyor. Bu durum, bu tip bataryaların yalnızca büyük ölçekli kullanıma uygun olmasına sebep oluyor.
Araştırmacılar bu sorunu gidermek ve enerji yoğunluğu sorunlarının üstesinden gelmek için brom ve iyot bazlı bir elektrolit geliştirdi. Bu elektrolit kadmiyum bazlı bir anot ile bir bataryaya monte edildiğinde, bataryanın 300’den fazla şarj ve deşarj döngüsü boyunca yüzde 78 enerji verimliliğiyle sürekli çalıştığı tespit edildi. Araştırmacılar elektrolitlerini bir vanadyum anot ile test ettiklerinde, bataryaların yaşam döngüsünün 1.000 döngüye kadar uzatılabileceğini de keşfetti.
Araştırmacılar, bataryalarının enerji yoğunluğunun bazı katı elektrot malzemelerininkini bile aştığını ve maliyet açısından geleneksel lityum bataryalarla benzer olabileceğini ortaya koyuyor. Bununla birlikte bu bataryaların şebeke ölçeğinde enerji depolama ve hatta elektrikli araçlarda kullanılabileceği belirtiliyor.