Elektrikli Araç Bataryalarında Güvenlik Devrimi
Yüksek enerji yoğunlukları ile günümüz teknolojisinin vazgeçilmezi olan lityum iyon piller, elektrikli araçlardan akıllı telefonlara kadar geniş bir kullanım alanına sahiptir. Ancak bu piller, özellikle ısınma kaynaklı yangınlar gibi ciddi güvenlik riskleri taşıyabilmektedir. Bu tür batarya yangınları saatlerce sürebilir, yoğun toksik duman salımına yol açabilir ve söndürülmesi oldukça zordur. Öyle ki, tek bir elektrikli araç yangını için bazen 100 tona yakın su kullanılması gerekebilmektedir.
Mühendisler bu riski azaltmak için batarya kasalarında ve tasarımlarında sürekli iyileştirmeler yapsa da, Çin Bilimler Akademisi Kimya Enstitüsü’nden moleküler kimyager Ying Zhang ve ekibi, soruna kökten bir çözüm getiren yeni bir yaklaşım geliştirdi. 14 Temmuz’da Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, bataryanın içine yerleştirilen özel bir alev geciktirici polimer sistemi, yangınları daha başlamadan önleyebiliyor.
Alevleri Baskılayan “Akıllı Polimerler” Nasıl Çalışıyor?
Popsci haberine göre, Zhang ve ekibi tarafından geliştirilen prototip bataryada, nikel bazlı katotlara alev geciktirici polimerler entegre edildi. Bu yenilikçi batarya, geleneksel bir lityum iyon batarya ile karşılaştırmalı bir teste tabi tutuldu. Her iki pil de 100°C sıcaklığa ulaştığında aşırı ısınma belirtileri göstermeye başladı.
Bu kritik noktada, prototip bataryadaki polimerler devreye girerek yanmayı engelleyen serbest radikaller yaymaya başladı. Sonuçlar ise oldukça etkileyiciydi:
- Standart Batarya: Sıcaklık 120°C’yi aştıktan 13 dakika sonra patladı ve alevler 1000°C’nin üzerine çıktı.
- Prototip Batarya: Sıcaklığı 220°C’ye kadar yükselmesine rağmen hiçbir şekilde alev almadı.
Araştırmacılar, bu sistemin yalnızca termal güvenliği değil, aynı zamanda bataryanın kimyasal kararlılığını da önemli ölçüde artırdığını vurguluyor.
Mevcut Yöntemlerden Farkı: Toksik Gaz Üretmeden Koruma
Günümüzde bazı üreticiler, pillerin dışına yangın geciktirici malzemeler eklemektedir. Ancak bu dış katmanlar genellikle yetersiz kalmakta ve ısındıklarında daha fazla toksik gaz salınımına neden olabilmektedir. Geliştirilen yeni prototipin en büyük farkı ise “akıllı gaz yönetimi” yaklaşımıdır. Bu sistem, yanıcı gazların birikmesini en baştan engelleyerek hem yangını önlüyor hem de çevreye zararlı gazların salınmasını engelliyor.
Araştırma ekibi, bu yenilikçi teknolojinin büyük ölçekte üretilebilir hale gelmesi durumunda, elektrikli araçlardan ev tipi enerji depolama sistemlerine kadar pek çok alanda batarya kaynaklı yangınların önüne geçilebileceğini belirtiyor.