Lityum-iyon piller, enerji depolama kabiliyetleri sebebiyle teknolojimizin temel taşı. Sadece, üretiminin çevreye tesiri ve yüksek maliyeti düşünüldüğünde, lityum çok da fazla verimli bir seçenek değil. Dünya’da bolca oranda bulunan sodyumdan üretilen piller lityuma alternatif olabilir, sadece onların da üretim aşamasında bazı problemleri bulunuyor. Fakat şimdi bilim adamları, bu problemlerden birini çözmüş şeklinde görünüyor.
Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nden araştırmacılar, hususi bir grafen türü kullanarak sodyum piller için yüksek performanslı elektrot malzemeleri üretebildiler. Bu pil, standart lityum pillerde bulunabileceklere fazlaca yakın bir enerji kapasitesi gösteriyor. Yeni bulgu Science Advances dergisinden gösterildi.
Lityum pillerde, anot grafitten (kurşun kalemin içindeki araç-gereç) yapılıyor. Grafit grafen katmanlarından meydana geliyor. Lityum iyonları, grafen katmanlarına girip çıkmak için yeterince küçüktür, sadece sodyum fazlaca daha sıkı olduğundan, sistem bu şekilde çalışamıyor. Yeni buluş edilen Jannus grafeni burada devreye giriyor. Grafenin bu türü, sodyum iyonlarının akmasına müsaade eden katmanlar halinde oluşturulabiliyor.
Çalışmanın yazarlarından Dr. Jinhua Sun, “Grafen katmanının bir tarafına bir molekül aralayıcı ekledik. Katmanlar üst üste konarken bu molekül aralayıcı tabakalar içinde daha büyük boşluklar oluşturuyor ve mühim seviyede daha yüksek bir kapasiteye neden olan bir etkileşim noktası sağlıyor” diyor.
Standart grafit kullanan bir sodyum pilin kapasitesi gram başına 35 miliamper saat. Bu da standart bir lityum pilin kapasitesinin onda birinden daha azına denk geliyor. Jannus grafeni kullanıldığında ise bu kıymet gram başına 322 miliamper saate ulaşıyor. Lityumdan daha azca, sadece gene de oldukça yakın. Üstelik bu araç-gereç ile üretilen piller tamamen geri dönüştürülebilir ve yine kullanılabilir.
Chalmers Endüstriyel ve Araç-gereç Bilimi Kısmı’nden Profesör Vincenzo Palermo, “Jannus grafeni şu anda endüstriyel uygulamalar için hazır değil, sadece sonuçlar, yüksek kapasiteli enerji depolaması için ultra ince grafen levhaları ve aralarındaki minik boşlukları tasarlayabileceğimizi gösteriyor. Düşük maliyetli, bolca ve sürdürülebilir metaller içeren bir konsept sunmayı başardığımız için fazlaca mutluyuz” diyor.