Pil teknolojisinde beklenen devrim karbon fiber piller mi?

İsveç'teki Chalmers Teknik Üniversitesi'nin (CTU) bir yan kuruluşu olan Sinonus, elektrik enerjisini depolayabilen yenilikçi karbon fiber malzemesiyle ulaşım sektöründe devrim yaratmayı hedefliyor. Bu malzeme, hem yapısal bir bileşen olarak hem de pil işlevi görerek ayrı ve ağır pillere olan ihtiyacı ortadan kaldırıyor.

Sinonus, üniversite araştırmacılarının karbon fiber kompozit malzemeleri gerçek dünya uygulamalarında kullanmanın bir yolunu bulmasından bir yıl sonra, 2022 yılında kuruldu. Şirket, şu anda teknolojisini ticarileştirme aşamasına geldiğini belirtiyor.

CTU'da Malzeme ve Hesaplamalı Mekanik Profesörü olan Leif Asp, bu teknolojiyi şu sözlerle açıklıyor: "Yapısal piller üretmeye yönelik önceki girişimler, iyi mekanik özelliklere veya iyi elektriksel özelliklere sahip hücrelerle sonuçlandı. Ancak biz, karbon fiber kullanarak, hem rekabetçi enerji depolama kapasitesine hem de sertliğe sahip yapısal bir pil tasarlamayı başardık."

Daha hafif ve uzun menzilli elektrikli araçların önünü açabilir

Bu teknoloji, daha uzun menzilli, daha hafif ve daha verimli elektrikli araçların yanı sıra, yakıt tüketimi daha düşük uçakların geliştirilmesini mümkün kılabilir.

Sinonus CEO'su Markus Zetterström, çeşitli uygulamalarda yapısal malzemenin bir kısmını çok amaçlı kompozitimizle değiştirerek, ağırlık veya hacim eklemeden elektrik depolama kapasitesini artırmanın mümkün olduğunu belirtiyor. Alternatif olarak, pil kapasitesini korurken sistem ağırlığını ve hacmini azaltabiliriz, diyor.

Zetterström, malzemenin enerji yoğunluğunun henüz geliştirilme aşamasında olduğunu ve şu anda geleneksel lityum iyon pillerin %25'i ile %50'si arasında olduğunu söylüyor. Yapısal piller, geleneksel pillerle aynı verimliliğe ulaşamasa da, yapısal yük taşıma kapasiteleri sayesinde sistem düzeyinde önemli kazanımlar sağlıyor. Ayrıca, yapısal pillerin düşük enerji yoğunluğu ve uçucu madde içermemeleri, onları standart pillere göre daha güvenli hale getiriyor.

CTU'da yapısal pillerin geliştirilmesi, belirli karbon fiber türlerini içeren önceki keşifler de dahil olmak üzere uzun yıllar süren araştırmaların sonucu olarak ortaya çıktı. 2018'de yapılan bir CTU araştırması, karbon fiber bazlı yapısal pillerin araçların ve uçakların ağırlığını önemli ölçüde azaltabileceğini ortaya koydu.

2021'de, önceki versiyonlara göre 10 kat daha fazla performansa sahip yapısal bir batarya geliştirildi. Bu batarya, karbon fiberi aynı anda elektrot, iletken ve yük taşıyıcı malzeme olarak kullanarak, o dönemde piyasada bulunan benzer lityum iyon pillerle karşılaştırıldığında yaklaşık %20 kapasiteye sahip olan 24 Wh/kg enerji yoğunluğuna ulaştı.

Sinonus, düşük güç tüketimli cihazlarda AAA pillerin yerini alarak bu teknolojinin uygulanabilirliğini başarıyla kanıtladığını belirtiyor. Şirketin amacı, teknolojiyi nesnelerin interneti cihazları gibi uygulamalardan dronlara, bilgisayarlara, daha büyük elektrikli araçlara ve hatta uçaklara genişletmek.