Dünya temiz enerji üretimine doğru ilerlerken, ulaşım için temiz pil ihtiyacı şüphesiz artacaktır. Şimdiye kadar elimizdeki en verimli çözüm lityum iyon piller, ancak birçok dezavantajları var.
Sodyum iyon piller, alternatif olarak muazzam bir potansiyele sahiptir, ancak teknolojileri bilim insanlarına çok fazla baş ağrısına neden olmaktadır. Şimdi Cenevre Üniversitesi'ndeki araştırmacılar bunları çözdüklerine inanıyor.
Lityum iyon pil sorunları birden fazla tartışıldı. Çok güvenli değillerdir çünkü sıvı elektrolitleri çeşitli kazalarda tutuşabilir. Ek olarak, lityumun kendisi Dünya'nın oldukça küçük bir bölümünde bulunur. Bilim adamları, bunun gelecekte petrolün şu an yaptığı gibi aynı jeopolitik sorunları ortaya çıkaracağını söylüyor. Son olarak, teknoloji ilerledikçe, her zaman daha iyi çözümler aramalıyız.
Periyodik element tablosundaki lityumun komşusu olan sodyum, bu nadir ve değerli metalin yerini almaya iyi bir adaydır. Her yerde çok sodyum var. En azından teoride, sodyum iyon pilleri, katı bir elektrolit kullanılırsa daha güvenli ve daha güçlü olabilirdi. Bununla birlikte, bir sorun var - sodyum lityumdan daha ağırdır ve bu da elektrolitten geçmesini zorlaştırır.
2013-2014'te Japon ve Amerikalı bilim adamları, hidroboratların sodyum piller için mükemmel elektrolitler olabileceğini keşfettiler, ancak ancak 120 C'lik bir sıcaklığa ulaştıktan sonra. Bu sıcaklıklar, günlük piller için kabul edilemez derecede yüksektir, ancak Cenevre'de onlarca yıldır hidroboratlarla çalışan araştırmacılar bu soruna bir çözüm buldular.
Cenevre kristalografları (kristal kimyagerler) hidroborat elektrolitini geliştirmeye başladılar ve mükemmel sonuçlar elde ettiler.
Proje yöneticisi Radovan Cerny, "Hidroborat elektroliti, oda sıcaklığından 250 C'ye kadar olan sıcaklık aralığında herhangi bir güvenlik endişesi olmadan kullanabildik" dedi.
Araştırmacılar ayrıca, geliştirdikleri sodyum iyon pillerinin daha da güçlü olacağı gerçeğini memnuniyetle karşıladılar.
Araştırmacılar bunu nasıl yaptı? Bu bilmecenin cevabı kaosun içinde bulundu. Kristalograflar, bor küreleri ve negatif yüklü hidrojen oluşturarak genellikle temiz hidroborat bileşimini karıştırdılar. Aralarındaki boşluklar, pozitif yüklü sodyum iyonlarının bir elektrotla diğeri arasında hareket etmesine yetecek kadar büyüktü. Karışık formülasyon etkisiz olmasına rağmen sodyum iyonlarının serbestçe hareket etmesine izin verir.
Araştırmacılar, kusurlu bir yapıya sahip katı bir elektrolite dayalı ideal bir pil geliştirdiklerini söylüyorlar. Bu tür piller üretilip test edilmeden önce hala yapılması gereken çok iş var. Ancak ilk sonuçlar gerçekten çok iyi.
Sodyum iyon piller, lityum iyon hücrelerin yerini alabilir, bu da onları daha güvenli, daha ucuz ve daha çevre dostu hale getirir.