Bu Yeni Teknoloji, Soğuk Havalarda Elektrikli Otomobillerin Menzilinin Azalmasını Ortadan Kaldırabilir

[™ Admin]

Bu Yeni Teknoloji, Soğuk Havalarda Elektrikli Otomobillerin Menzilinin Azalmasını Ortadan Kaldırabilir

Araştırmacılar, elektrikli araç pillerinin soğuk havalarda enerji kaybetmesi sorununu potansiyel olarak çözebilecek, LiDFOB adı verilen yeni bir katkı maddesi keşfettiler.

LiDFOB piller, 400 kez boşaltılıp yeniden şarj edildikten sonra kapasitelerini koruyabilme özelliğiyle laboratuvar testlerinde umut verici sonuçlar verdi.

Ancak LiDFOB pilleri teknik zorluklar, yüksek maliyet ve geri dönüşüm sürecinde flor ile ilgili endişeler nedeniyle henüz seri üretime hazır değil. Pil teknolojisi, mevcut pillerin eksikliklerini gidermek için hızla gelişiyor.

Elektrikli otomobil aküleri, otomotiv araştırmalarının en büyük odak noktalarından biri haline geldi. Araba, aküyü koyabileceğiniz en kötü yerlerden biridir. EV pilleri defalarca boşalıp yeniden şarj ediliyor (piller boşalmayı pek kaldıramıyor), engebeli kaldırımlarda takırdıyor, en kötü yaz sıcağında pişiyor ve kışın donuyor. Piller, onları kullanan insanlar gibi, soğuk havaya pek dayanamaz. (Karda fotoğraf çekmek için pille çalışan bir kamera kullanan herkes muhtemelen şarj göstergesinin olması gerekenden çok daha hızlı düştüğünü fark etmiştir.)

Ancak bazı iyi haberler de var. Araştırmacılar bu son soruna olası bir çözüm keşfettiler. ABD Enerji Bakanlığı'ndaki bilim insanları, pildeki formülü değiştirerek, ideal oda sıcaklığındaki kadar enerjiyi soğukta tutabilen bir pil tasarlamış olabilirler.

Her Şeyden Önce - Pil Nasıl Çalışır?

Hızlı bir bilgi olarak, bir elektrik pilinde aralarında bir elektrolit bulunan iki elektrot bulunur. Elektrotlar, elektriği, onu kullanan cihaza taşıyan tellere bağlanır. Elektrolit esas olarak elektriği kullanılıncaya kadar depolar. Genellikle sıvı veya macun şeklindedir (elektrolitin tahmin edilebileceği gibi katı olduğu katı hal pilleri hariç). Elektrik üretmek için akünün bir ucundaki elektrot, elektrolitle reaksiyona girer.

Bu kimyasal reaksiyon elektronları serbest bırakır. Pilin diğer ucundaki elektrot, elektrolitle farklı bir kimyasal reaksiyona girer. Pilin diğer ucunda olduğu gibi elektronları serbest bırakmak yerine, bu reaksiyonun gerçekleşebilmesi için pilin karşı ucundaki kimyasal aktivite nedeniyle serbest kalanlar gibi ekstra elektronlar gerekir.

Pilin yapılma şekli nedeniyle elektronlar ihtiyaç duyulan yere ulaşmak için bir uçtan diğer uca kolayca atlayamazlar. Bunun yerine elektronların aküden elektrotlar yoluyla çıkması ve aküye bağlı kablolar boyunca ilerlemesi gerekiyor. Bu, elektronları pillerin çalıştırdığı motor, ışık veya stereo aracılığıyla göndermek için uygun bir şekilde gerçekleşir. Bu nedenle piller, onları kullanan bir cihazla bağlantısı kesildiğinde elektrik üretmeyi bırakır. Elektronları pilin bir ucundan diğer ucuna ulaştırmanın hiçbir yolu olmadığından, kimyasal reaksiyon elektrikli cihazın bir sonraki kullanımına kadar durur.

Soğuğa Dayanabilecek Bir Pil

Bilimsel buluş, akü elektrolitleri için "lityum difloro(oksalato)borat" adı verilen yeni bir katkı maddesidir. Bu genellikle daha telaffuz edilebilir (ve yazılması daha kolay) "LiDFOB" şeklinde kısaltılır.

Halihazırda kullanımda olan diğer katkı maddelerine göre çok büyük bir avantajı var: Piller soğuduğunda çalışıyor. Şiddetli kış donlarında arabanın hala iyi bir sürüş menzili olacaktır. Bilim adamları, LiDFOB pilinin -4° F (-20° C) kadar düşük sıcaklıklarda iyi olduğunu iddia etti. Ayrıca LiDFOB piller laboratuvar testlerinde 400 kez boşaltılıp yeniden şarj edildikten sonra da kapasitesini korumuştur. Bir EV pilinin kullanım ömrü boyunca 400 defadan fazla tükenip yeniden şarj edileceğini söyleyebiliriz ve LiDFOB pillerinin hala test ve geliştirme aşamalarında olmasının bir nedeni de budur.

LiDFOB piller, pillerin alev alması durumunda da daha az tehlikelidir. Lityum-iyon pillerin söndürülmesi oldukça zordur çünkü kendi iç kimyaları alevleri körükler. Suyu hidrojen ve oksijene ayıracak kadar sıcak yanabilirler. Bazıları Hindenburg'u bu kadar patlayıcı yapan şeyin hidrojen gazı olduğunu hatırlayabilir. (Herkes paniğe kapılmadan önce, EV'ler yarım depo benzinli bir arabadan daha fazla yangına yatkın değildir.) Ancak LiDFOB pillerin kendi kendine devam eden, patlayıcı yangın tehlikesi yoktur. Bir kaza anında alev alabilseler de, itfaiyecilerin ve kurtarma görevlilerinin ortaya çıkan yangınları yönetmesi çok daha kolay olacaktır.

LiDFOB Pilleri Neden Halihazırda Mevcut Değil?

Basitçe söylemek gerekirse teknoloji henüz seri üretime geçmeye hazır değil. Laboratuvarlarda da pek çok umut vaat eden su bazlı piller gibi, LiDFOB piller de her arabanın altına ve her cep telefonuna yerleştirilmeye hazır değil. Laboratuvardaki tüm tuhaflıklar çözüldükten sonra, herhangi biri bunları fabrikalarda uygulamaya başlamadan önce bunların gerçek dünyanın sert gerçeklerine karşı test edilmesi gerekiyor.

Ayrıca seri üretim yöntemleri henüz tam anlamıyla çözülmedi. Kolayca çıkarılabileceği gibi, pil üretimini artırmak kek tarifini ikiye katlamaktan çok daha zordur. Ayrıca, LiDFOB aşırı derecede pahalıdır. Bir bilimsel tedarikçi şu anda gram başına 239,50 dolarlık bir fiyat teklif ediyor.

Son olarak, hiç kimse pillerdeki florun geri dönüşüm sürecini nasıl değiştireceğinden tam olarak emin değil. Florinin kendisinin dikkatlice yakalanması ve geri kazanılması gerekir. Ozon tabakasındaki deliğin ana nedeni flor bileşikleriydi. (Açıklamak gerekirse: saf flor atmosfere zarar vermez. Ancak flor içeren bileşikler zarar verir. Havadaki florun serbestçe yüzeceğini ve çarptığı herhangi bir şeyle asla reaksiyona girmeyeceğini varsaymak gerçekçi olmadığından, florun dikkatli bir şekilde muhafaza edilmelidir.)

Piller Her Zamankinden Daha Hızlı Değişiyor

LiDFOB, üzerinde çalışılan tek pil teknolojisi değil. Şu anda elektrik pilleri bilimsel araştırmaların en büyük alanlarından biridir. 1980'lerde pek çok kişi, Walkman'lerden ucuz oyuncaklara kadar her şeye giren pillerin yaygınlaşmasına karşı çıkıyordu. Ancak, pillerin bugün her yerde mevcut olmasıyla karşılaştırıldığında onların itirazları tuhaf görünüyor. Bu, pillerin eksikliklerinin göz ardı edilmesini zorlaştırdı. Nadir toprak malzemelerine olan talep (tüm lityumun bir yerden gelmesi gerekiyor), yangın tehlikesi, yeniden kullanılabilecek her şeyin kesinlikle çıkarıldığı daha kapsamlı geri dönüşüm süreçlerine duyulan ihtiyaç, tekrar tekrar tükenen pillerin hayatta kalma ihtiyacı ve yeniden şarj edildi ve diğer sorunlar daha acil hale geldi.

Elektrikli araçlar tüm bu sorunları her zamankinden daha fazla ön plana çıkardı. Birçok insan için bir EV'deki pil, evlerinde sahip olacakları en büyük pildir. EV aküleri zorlu hava koşullarına, dikkatsiz sürüşten kaynaklanan sürekli delinme riskine ve bakımı yapılmayan yollarda sürekli sarsılma ve sarsılmaya karşı dayanıklı olmalıdır. Dahası ve bu çok fazla tartışılmıyor, (hala yeni oluşan) EV dönemi, bu kadar büyük pillerin, onlar için endişelenme zahmetine girmeyecek insanlara toplu olarak ilk kez satıldığı dönem olabilir.

Otomobil tutkunları çoğu sürücünün her zaman güç aktarma organlarını düşünmediğini sıklıkla unutuyor. Bu nedenle EV'lerdeki pillerin, uygun pil bakımına (ne kadar az olursa olsun) önem vermeyen kişiler tarafından yıllarca kullanılmaya dayanacak şekilde tasarlanması gerekecektir. Otomotiv tutkunları "cihaz arabaları" olarak adlandırılan araçlarla ve onlara sahip olan insanlarla alay etmeyi sevse de, bu tür araçlar yollardaki arabaların çoğunluğunu oluşturuyor.

Bir EV aküsü, mümkün olduğu kadar az bakım yapılan bir arabanın altında kalarak hayatta kalabilmelidir. Tüm bu nedenlerden (ve diğerlerinden) dolayı piller şu anda EV araştırmalarının en büyük alanlarından biridir. LiDFOB pillerinin ilk vaatlerini yerine getirip getirmediğine bakılmaksızın, çoğu insanın düşündüğünden daha kısa bir süre içinde günümüzün EV pillerinin 1950'lerin motoru kadar büyüleyici bir şekilde modası geçmiş görüneceği kesinlikle kesindir.

Kaynak: TopSpeed