Bilim İnsanları Sadece Birkaç Saniyede Hızlı Şarj Edebilen Pil Geliştirdi...

KAIST araştırmacıları, elektrikli araçlar ve diğer ileri teknolojilerdeki uygulamalar için hızlı şarj vaat eden, yüksek güç ve enerji yoğunluğuna sahip çığır açan bir hibrit sodyum iyon pil geliştirdi.

Teknolojik Zorlukların Üstesinden Gelmek 

Sodyum-iyon hibrit enerji depoları (SIHES) için yüksek kapasiteli/yüksek hızlı anot ve katot malzemelerinin şematik sentetik prosedürleri ve bunların önerilen enerji depolama mekanizmaları. (A) ultra ince demir sülfit gömülü S katkılı karbon/grafen (FS/C/G) anot ve (b) zeolitik imidazolat çerçeveden türetilmiş gözenekli karbon (ZDPC) katot malzemeleri için sentetik prosedürler. (c) Bir SIHES için FS/C/G anodunda Na+ iyonlarının ve ZDPC katotunda ClO-4 iyonlarının önerilen enerji depolama mekanizmaları. Kredi: KAIST Nano Malzeme Simülasyonu ve İmalat Laboratuvarı

Bunu açıklamak için Profesör Kang'ın ekibi, hibrit pillerin optimize edilmiş sentezi için iki farklı metal-organik çerçeveden yararlandı. Bu yaklaşım, metal-organik çerçevelerden türetilen gözenekli karbona ince aktif malzemelerin dahil edilmesi yoluyla geliştirilmiş kinetiğe sahip bir anot malzemesinin geliştirilmesine yol açtı. Ek olarak, yüksek kapasiteli bir katot malzemesi sentezlendi ve katot ve anot malzemelerinin kombinasyonu, dengeyi optimize eden ve elektrotlar arasındaki enerji depolama oranlarındaki eşitsizlikleri en aza indiren bir sodyum-iyon depolama sisteminin geliştirilmesine olanak sağladı. 

Performans ve Potansiyel Uygulamalar Yeni geliştirilen anot ve katottan oluşan bir araya getirilmiş tam hücre, yüksek performanslı bir hibrit sodyum iyon enerji depolama cihazı oluşturur. Bu cihaz, ticari lityum iyon pillerin enerji yoğunluğunu aşıyor ve süper kapasitörlerin güç yoğunluğunun özelliklerini sergiliyor. Elektrikli araçlardan akıllı elektronik cihazlara ve havacılık teknolojilerine kadar hızlı şarj uygulamalarına uygun olması bekleniyor. Profesör Kang, hızlı şarj edebilen ve 247 Wh/kg enerji yoğunluğuna ve 34.748 W/kg güç yoğunluğuna ulaşabilen hibrit sodyum iyon enerji depolama cihazının, enerji depolama sistemlerinin mevcut sınırlamalarının aşılmasında bir atılımı temsil ettiğini kaydetti. Elektrikli araçlar da dahil olmak üzere çeşitli elektronik cihazlarda daha geniş uygulamalar öngörüyor.