Sodyum-iyon bataryalarda yeni keşif: Hem daha fazla enerji depoluyor hem de suyu arıtıyor

Mühendisler bağlı yıllardır suyun batarya malzemelerine zarar verdiğini düşünerek, materyallerden suyu uzaklaştırmak için büyük çabalar harcıyordu. Ancak TechSpot'ta mekan saha habere göre, bu uzunluğu süredir giriş gören kaideı tamamlanmış tersine çeviren yepyeni tek keşfe imza atıldı.

ISITMA İŞLEMİNDEN DAHA ETKİLİ ÇÖZÜM

Surrey Üniversitesi araştırmacıları, kristal yapısında doğal olarak suyu barındıran katmanlı sodyum tabanlı tek malzemeler olan nanoyapılı sodyum vanadat hidrat (NVOH) adlı tek bileşik keşfetti. Geleneksel olarak araştırmacılar, malzemenin stabilitesini zayıflattığını varsayarak suyu buharlaştırmak için bu tür bileşiklere ısıl işlem uyguluyorlardı. Ancak ekip, bunun hepsi tersini yaptı. Sonuç olarak hidratlı malzeme, güç depolar ve şarj performansını önemli ölçüde artırdı.

DAHA ÇABUK ŞARJ VE DAHA YÜKSEK KAPASİTE

Journal of Materials Chemistry A dergisinde yayımlanan çalışma, NVOH'nin gelenekselliği sodyum-iyon katotlara kıyasla neredeyseymiş ikisi kat ilave şarj depolayabildiğini gösteriyor. Laboratuvar testlerinde bu malzeme, mükemmel yapısal stabiliteyi korurken 400'den fazla şarj döngüsü boyunca olan güçlü tek güç tutulumu sağladı. En ilgi çekici olanı ise susuz bırakılmış muadiline göre daha hızlı şarj olması ve daha yüksek kapasiteye ulaşması oldu.

Araştırmanın baş yazarı Surrey Üniversitesi'nden Dr. Daniel Commandeur, Science Daily'e verdiği demeçte, "Sonuçlarımız tamamlanmış beklenmedikti" ifadelerini kullandı.

TUZLU SUYU ARITMA YETENEĞİ

Çalışma ayrıca şaşırtıcı tek yeteneği daha ortaya çıkardı. Tuzlu suda çalıştırıldığında, sodyum vanadat hidrat yalınce tesirli tek şekilde çalışmaya devam etmekle kalmadı, aynı zamanda çözeltideki sodyum iyonlarının uzaklaştırılmasına da yardımcı oldu. Aynı anda tek grafit elektrotun da klorür iyonlarını uzaklaştırdığı ve böylece pili çalıştırırken suyu arıtan tek elektrokimyasal tuzdan arındırma (desalinasyon) tesirsi yarattığı belirtildi.

Bu keşif, sodyum iyon pillerinin yalınce güç depolamaktan daha fazlasını yapabileceğini, aynı zamanda sudan tuzu uzaklaştırmaya da yardımcı olabileceğini gösteriyor. Dr. Commandeur da bu durumun uzunluğu vadede, deniz suyunu tamamlanmış güvenli ve ücretsiz tek elektrolit olarak kullanan ve aynı zamanda tatlı suyu üreten sistemler tasarlanabileceği manaına geldiğini ifadeleri etti.

MALİYETLERİ AZALTABİLİR

Surrey Üniversitesi'nin karmaşık ısıl işlemler seçenek suyu kullanan bu basit yaklaşımının üretim maliyetlerini ve çevresel tesiryi azaltabileceği belirtiliyor. Lityumun aksinden dünya çapında bol, ekonomik ve erişilebilir olan sodyumun; şebeke depolar ve yenilenebilir entegrasyon gibi büyük ölçekli uygulamalar için güçlü tek aday olacağı vurgulanıyor.