Elektrikli araçlar ve büyük ölçekli enerji depolama sistemleri hızla yaygınlaşırken, sektörün en kritik sorunu hâlâ aynı: yüksek kapasiteyi güvenlikten ödün vermeden sağlamak. Güney Kore’deki Pohang Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (POSTECH) araştırmacıları, bu dengeyi kurmak için çarpıcı bir çözüm geliştirdi.

Dendrit Tehlikesine Manyetik Çözüm

Kimya Mühendisliği Bölümü’nden Prof. Won Bae Kim liderliğindeki ekip, lityum metal anotlarda en büyük risklerden biri olan “dendrit” oluşumunu önlemek için manyeto-dönüşüm stratejisini hayata geçirdi. Şarj döngüleri sırasında ortaya çıkan iğne benzeri dendrit yapıları, bataryalarda kısa devre ve yangın riskine yol açabiliyor.

Araştırmacılar, ferromanyetik manganez ferrit anot üzerine harici bir manyetik alan uygulayarak lityum iyonlarının yüzey boyunca homojen dağılmasını sağladı. Lorentz kuvveti sayesinde iyonların belirli bölgelerde yoğunlaşması engellendi ve pürüzsüz, güvenli bir lityum metal tabakası elde edildi.

Grafite Göre 4 Kat Daha Verimli

Yeni hibrit sistem, lityumu hem oksit matrisi içinde hem de yüzeyde metalik lityum olarak depolayabiliyor. Bu çift mekanizma, endüstride yaygın kullanılan grafit anotlara kıyasla yaklaşık dört kat daha yüksek enerji kapasitesi sunuyor.

Testlerde, bataryanın 300’den fazla şarj-deşarj döngüsünde %99’un üzerinde Coulomb verimliliği koruduğu ve uzun vadeli kararlılık sergilediği görüldü.

Yeni Nesil Bataryaların Temeli

Prof. Kim, geliştirdikleri teknolojinin önemini şu sözlerle vurguladı: