Avustralyalı bilim insanları, eVTOL ve elektrikli araçlar için daha hafif, hızlı şarj olan, yüksek enerji yoğunluklu ve çevre dostu yeni nesil lityum-kükürt (Li-S) batarya teknolojisi geliştirdi.
Avustralya’daki Monash Üniversitesi araştırmacıları, lityum-kükürt (Li-S) batarya teknolojisinde önemli bir ilerleme kaydederek, bu tür bataryaların yaygınlaşmasını engelleyen en büyük sorunlardan biri olan şarj ve deşarj hızlarını geliştirdi. Yeni geliştirilen PVP (polivinilpirolidon) kompleksi sayesinde, elektrikli dikey kalkış ve iniş yapan hava araçları (eVTOL – electric vertical take-off and landing aircraft) başta olmak üzere yüksek güç gerektiren mühendislik uygulamalarda devrim niteliğinde bir performans artışı sağlanması bekleniyor.
Lityum-kükürt (Li-S) bataryalarında yeni dönem
Geleneksel lityum-iyon (Li-ion) bataryalara kıyasla çok daha yüksek enerji yoğunluğu sunmasına rağmen, Li-S bataryalar yavaş şarj ve deşarj süreleri nedeniyle ticari kullanıma tam olarak adapte edilememişti. Monash Üniversitesi’ndeki araştırma ekibi, Profesör Mainak Majumder liderliğinde, bu bataryaların kimyasal reaksiyonlarını hızlandırarak daha verimli bir enerji depolama çözümü geliştirmeyi başardı.
“Günlük yaşamda yaygın olarak kullanılan bir antiseptik olan betadinin içerdiği iyot ve PVP bileşenlerinin kimyasal özelliklerinden ilham alarak, elektrot reaksiyonlarını hızlandırıp şarj ve deşarj hızlarını artırmanın bir yolunu bulduk.” diyen doktora öğrencisi Maleesha Nishshanke, araştırmalarının Advanced Energy Materials dergisinde yayımlandığını belirtti.
Monash’ın Li-S batarya teknolojisinin avantajları
- Daha yüksek enerji yoğunluğu: 400 Wh/kg’a kadar enerji yoğunluğu sağlayarak, lityum-iyon bataryalara kıyasla neredeyse iki kat fazla enerji depolayabiliyor.
- Daha hızlı şarj ve deşarj: Kimyasal reaksiyonlar hızlandırılarak, havacılık gibi yüksek güç gerektiren alanlara uygun hale getirildi.
- Hafif ve ekonomik: Li-ion bataryalarda kullanılan kobalt gibi nadir ve pahalı malzemelere bağımlılığı azaltarak, sülfür gibi bol bulunan hammaddelerle üretilebiliyor.
- Çevre dostu alternatif: Çevresel etkisi düşük olan sülfür bazlı batarya kimyası, sürdürülebilir enerji depolama için önemli bir seçenek sunuyor.
Elektrikli havacılık ve ağır sanayi için yeni bir dönem
Bu yenilikçi Li-S bataryaların, özellikle eVTOL ve diğer elektrikli hava araçlarında kullanılmak üzere ticari olarak test edilmesi planlanıyor. Yüksek C-oranı kapasitesine sahip olması, kalkış ve iniş gibi yüksek güç gerektiren anlarda güvenli enerji sunmasını sağlıyor.
“eVTOL araçlarında hızlı deşarj kapasitesi kritik bir gereksinim, çünkü kalkış ve iniş sırasında yüksek güç çıkışı sağlanmalıdır,” diyen Profesör Majumder, yeni teknolojinin bir yıl içinde ticari dronlarda ve eVTOL araçlarında test edileceğini belirtti.
Bu bataryaların uzun menzilli elektrikli araçlara da büyük katkı sağlayacağı öngörülüyor. Araştırmanın eş yazarı Dr. Petar Jovanović’e göre, Li-S bataryalar tek bir şarjla bir elektrikli aracın menzilini 1000 kilometreye kadar artırabilirken, şarj süresini de önemli ölçüde kısaltabilir.
Ticari potansiyel ve gelecek projeksiyonları
Bu yeniliği ticarileştirmek amacıyla Monash Üniversitesi, Ghove Energy adlı bir girişim başlattı. Şirket, üretim ölçeğini artırmak ve yatırım çekmek için çalışmalara başladı. Li-S batarya pazarının 2028 yılına kadar 209 milyon Dolara ulaşacağı tahmin ediliyor. Bu öngörü, Market Research Future tarafından yayımlanan sektör analizine dayanıyor. Avustralya’nın bu gelişen sektörde önemli bir oyuncu olması bekleniyor.
Ayrıca, araştırma projesi ABD Hava Kuvvetleri Ofisi tarafından desteklenerek, Monash Üniversitesi’nin uluslararası düzeydeki uzmanlığını bir kez daha kanıtlamış oldu.
Rekabet ve sektör gelişmeleri
Monash’ın Li-S teknolojisi önemli bir gelişme olsa da, yüksek enerji yoğunluklu batarya pazarındaki rekabet giderek artıyor. Çin merkezli CATL, eVTOL’ler için özel olarak geliştirdiği ve 500 Wh/kg enerji yoğunluğuna sahip yoğunlaştırılmış bataryalarını test ediyor. Şirketin, dört kişilik özel uçakları 3000 km’ye kadar menzil sunacak şekilde geliştirmeyi hedeflediği biliniyor.
Tüm bu gelişmelere rağmen, Monash’ın Li-S bataryaları maliyet avantajı, çevresel faydaları ve hızlı şarj kapasitesi ile dikkat çekiyor. Gelecekte, bu bataryaların hafiflik ve yüksek performans gerektiren sektörlerde yaygın olarak kullanılması bekleniyor.
Lityum-kükürt bataryalar elektrikli ulaşımı dönüştürecek
Yeni nesil lityum-kükürt batarya teknolojisi, daha hızlı şarj, yüksek enerji yoğunluğu ve uzun ömürlülüğüyle mevcut lityum-iyon bataryalara kıyasla daha verimli ve sürdürülebilir bir enerji depolama çözümü sunuyor. eVTOL, uzun menzilli elektrikli araçlar ve diğer enerji yoğun uygulamalarda devrim yaratma potansiyeline sahip bu yenilik, elektrikli ulaşımın geleceğini yeniden şekillendirebilir. Gelecekte, daha hızlı şarj süreleri ve daha az lityum kullanımıyla ticari kullanıma yönelik önemli adımlar atılması bekleniyor.