Bataryalar konusunda araştırmalar yapan bilim insanları, cihazları daha güvenli hale getirmeye odaklanmaktalar. Kaliforniya San Diego Üniversitesi'ndeki (UCSD) bilim insanları bu alanda umut verici bir ilerleme kat etiklerini bildiriyorlar. Ekibin yeni geliştirildiği güvenlik özelliği, bir arıza sırasında meydana gelen elektron akışını engellemek için lityum metal pillerde bir dolusavak görevi görüyor. Böylelikle hızlı bir ısı birikimini, tehlikeli yangınları ve patlamaları da önlüyor.
Lityum-metal piller performans açısından büyük bir potansiyele sahiptir. Ancak mevcut formlarında başarısızlığa çok yatkındır. Bunun nedeni, pil şarjından sonra anot üzerinde oluşan ve enerji ve ısı akışını yavaşlatmak için inşa edilen anot ve katot arasındaki bir bariyer olan, ayırıcıları delebilen ve dendrit adı verilen iğne benzeri yapıların büyümesidir.
Bu bariyer tehlike arz ettiğinde ve elektronlar daha özgürce akabildiğinde, pilin aşırı ısınması, arızalanması, alev alması ve hatta patlaması gibi çok daha fazla ısı ve kontrol dışı enerji üretirler. Bilim adamları bu sorunları lityum metal pillerde ne şekilde olursa olsun çözmek istiyorlar. Dendrit büyümesini önlemek için ultrason veya özel koruyucu tabakaların kullanımı ise sadece bir kaç olasılıktan bir tanesidir.
Dolusavak Nedir?
Barajların veya göletlerin maksimum doluluk oranına ulaşıp, tamamen dolması durumunda suyun güvenle taşabileceği özel bir kanaldır. Dolu savak isminin yanı sıra dökülme yolu da denebilir.
Baraj yapısının üstünden bir kaç metre aşağıda inşa edilir. Dolusavak suyu barajın üstünden taşmadan tahliye ederek aşırı suya karşı barajı korumuş olur.
Dolusavak Yapısından Esinlenilmiş
Araştırma ekibinin çözümü, kısmen iletken nanotüplerin bir ağında bir tarafı kaplayan ayırıcı bileşenin tasarımına bir dolusavak eklemektir. Bir dendrit ayırıcıyı oluşturduğunda ve deldiğinde, elektronlar bu ağ üzerinde toplanır ve bir kerede taşmak yerine yavaş yavaş aküden dışarı akar. Ekip ise bunu bir baraj arızası durumunda dolusavakların çalışma prensibine benzetiyor.
Bir baraj dolarak sıkıntılı hale gelmeye başladığında, suyun bir kısmının kontrollü bir şekilde damlamasına izin vermek için bir dökülme yolu açılır. Böylece fazla su dolusavaktan geçer ve dökülür. Bu sayede barajda sele neden olacak fazla su kalmaz. Araştırma yazarlarından Matthew Gonzalez, fikirlerinin barajlardaki bu sistemle çok benzediğini belirtmektedir. Yükü çok daha yavaş boşaltıklarını ve katoda elektronların selini önlediklerini belirtmektedir. Bir dendrit ayırıcı iletken tabaka tarafından önü kesildiğinde, pil kendi kendine boşalmaya başlayabilir. Bu sayede enerji azalır ve pil daha az tehlikeli olur.
Testler sırasında, yeni ayırıcı tasarıma sahip lityum metal piller, 20 ila 30 devir arasında kademeli olarak bozulurken, geleneksel bir ayırıcıya sahip piller ise tek bir döngüde başarısız oldu. Şüphesiz performans açısından hedefler bundan daha yüksek olsa da, araştırmacılar bu erken sonuçlara dayanarak tasarımın gerçek avantajlarını gördüklerini belirtiyorlar. Yeni tasarlanmış pil sayesinde bataryaların aniden patlamasının önüne geçilerek piller hakkında önceden bilgi sahibi olabileceğiz. Oluşabilecek kazaların bu şekilde önüne geçilebilecek olması gelecek için umut veriyor.
Kaynak
imzaosman.com/2018/06/dolusavak-nedir.html
https://newatlas.com/energy/modified-lithium-metal-battery-separator-prevent-fires/