Western University araştırmacıları, enerji depolama alanında alternatif çözümler arayan çalışmalarda önemli bir adım attı. Küresel ölçekte şarj edilebilir enerji depolama talebi artarken lityum-iyon bataryalarda kaynak kıtlığı, maliyet dalgalanmaları ve yanıcı sıvı elektrolitlerle ilgili güvenlik riskleri gündeme geliyor. Bu çerçevede araştırmacılar katı hal sodyum bataryaları üzerinde yoğunlaşıyor. Katı hal sodyum bataryalar yolda
Sodyum, lityuma kıyasla daha bol ve erişilebilir bir element, bu da onu özellikle elektrikli araçlar ve şebeke depolama gibi büyük ölçekli uygulamalar için cazip kılıyor. Araştırmacılar kararlı, güvenli ve yüksek performanslı bir batarya tasarımı sunmak amacıyla kimyasal olarak tasarlanmış yeni bir elektrolit geliştirdi. Yeni elektrolit, kükürt ve klor içererek katı bir yapı oluşturuyor ve sodyum iyonlarının daha serbest hareket etmesine olanak tanıyor. Böylece sodyum bazlı sistemlerde uzun süredir sorun olan iletkenlik problemi çözüme kavuşuyor.
Katı hal tasarımları, yangın riskini azaltmanın yanı sıra daha yüksek enerji yoğunluğu potansiyeli de sunuyor. Bu özellik, kesinti veya arıza durumunun kabul edilemez olduğu sektörler için kritik önem taşıyor.
Araştırma ekibi, malzemenin performansını doğrulamak için Kanada’daki Canadian Light Source (CLS) sinkrotron araştırma tesisini kullandı. Yüksek yoğunluklu X-ışını görüntüleme teknolojisi sayesinde sodyum iyonlarının elektrolit içindeki hareketi atomik düzeyde gözlemlenebiliyor. Bu sayede iyonik iletkenlik mekanizmaları gerçek zamanlı olarak haritalanabiliyor ve malzeme özellikleri geleneksel deneme-yanılma yöntemlerinden çok daha hızlı optimize edilebiliyor. Katı hal bataryalarda en büyük zorluklardan birisi de malzemeler arası uyum. Birçok katı elektrolit, elektrot veya diğer bileşenlerle temas ettiğinde bozulabiliyor. Ancak geliştirilen formülasyon, yaygın batarya malzemeleri ile erken dönemde kararlılık sinyalleri gösterdi ve bu durum gelecekteki ölçeklenebilirlik açısından umut verici bir işaret olarak değerlendiriliyor.
Ticari üretim henüz yakında görünmese de ilerlenen yol lityumun ötesinde enerji depolama çözümleri için somut bir yol haritası sunuyor. Tedarik zinciri kısıtlamaları ve sürdürülebilirlik hedeflerinin giderek önem kazandığı günümüzde sodyum bazlı katı hal bataryalar, endüstrilere daha güvenli ve dayanıklı bir enerji platformu sağlama potansiyeline sahip.
