Michigan Üniversitesi mühendisleri, elektrikli araçların (EV) bataryalarını soğuk havalarda daha hızlı şarj edebilmek ve menzillerini artırabilmek için devrim niteliğinde bir yenilik geliştirdi. Yapılan araştırmalar, lityum iyon pillerdeki elektrot yapısının modifiye edilmesiyle, düşük sıcaklıklarda %500 daha hızlı şarj ve uzun menzil sağlanabileceğini gösteriyor. Bu gelişme, özellikle kış aylarında EV kullanıcılarının karşılaştığı menzil kaybı ve yavaş şarj sorunlarını ortadan kaldırabilir.
Michigan Üniversitesi'nde yapılan bu çalışmanın 5 yazarı ve makine mühendisliği doktora öğrencisi Tae Cho, "Bu teknoloji, soğuk havalarda hem hızlı şarjı hem de uzun menzili aynı anda mümkün kılabilecek üçlü bir çözüm sunuyor" dedi. Ekip, elektrot yüzeyine uygulanan özel bir kaplama ile soğukta şarj olma hızını önemli ölçüde artırırken, bataryanın kapasitelerini de korumayı başardı.
Buda ilginizi çekebilir: Teksas Üniversitesi'nden Kuraklıkla Mücadeleye Yeni Çözüm
Soğuk Havada Şarj Zorlukları ve Çözüm Önerisi
Mevcut EV bataryaları, lityum iyonlarının elektrotlar arasında hareketiyle enerji depolar ve serbest bırakır. Ancak, soğuk havalarda bu iyonların hareketi yavaşlar, bu da şarj hızını ve pil gücünü olumsuz etkiler. Otomobil üreticileri, menzili artırmak için pil hücrelerinde elektrot kalınlıklarını artırarak uzun sürüş mesafeleri vaat etmeye çalıştı. Ancak bu, şarj hızını düşürmekte ve lityuma erişimi zorlaştırarak daha az güç ve daha yavaş şarj süreleriyle sonuçlanmaktadır.
Michigan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, elektrotların yapısını değiştirerek bu sorunu çözmeye yönelik önemli bir adım attılar. Daha önce, Dasgupta’nın ekibi, pilin anot kısmında küçük yollar oluşturarak şarj hızını artırmayı başarmıştı. Ancak soğuk havalarda bu çözüm hala yeterli olmuyordu. Çünkü elektrot yüzeyinde, elektrolit ile reaksiyona giren ve şarjı engelleyen kimyasal bir tabaka oluşuyordu. Bu tabaka, lityum iyonlarının geçişini zorlaştırıyor ve şarj hızını yavaşlatıyordu.
Yeni Kaplama Teknolojisi ve Hızlı Şarj Çözümü
Dasgupta ve ekibi, bu sorunla başa çıkmak için elektrot yüzeyine 20 nanometre kalınlığında lityum borat-karbonat bileşeninden yapılmış camsı bir kaplama uyguladılar. Bu kaplama, elektrot yüzeyinde engelleyici tabakanın oluşmasını önleyerek şarj hızını artırıyor. Ayrıca, mikroskobik kanallar ile birleştirilen bu kaplama, bataryaların soğuk havada %500 daha hızlı şarj olmasını sağlıyor.
Bunada bakınız: 347 Beygir Güç Sunan Yenilikçi Elektrikli Araç Motoru
Çalışmada yer alan ortak yazar Manoj Jangid, "Bu kaplama, elektrotun her kısmının eşit şekilde şarj olmasını engelleyen kimyasal tabakayı ortadan kaldırarak, pilin enerji kapasitesini artırıyor" dedi. Bu yenilik, düşük sıcaklıklarda EV'lerin performansını önemli ölçüde iyileştiriyor ve özellikle kış aylarında şarj süresini kısaltıyor.
Çevresel Etkiler ve Tüketici Desteği
Son yıllarda, çevresel kaygıların arttığı bir dönemde elektrikli araçlar, tüketiciler arasında daha fazla tercih edilmeye başlandı. Ancak, soğuk havalarda şarj süresinin uzaması ve menzil kaybı, potansiyel EV alıcıları için ciddi engeller oluşturuyordu. 2023-2024 yılları arasında yapılan bir anket, yeni EV satın alma olasılığı olan kişilerin sayısının %23'ten %18'e düştüğünü ortaya koydu. Çoğu tüketici, kışın yaşanan menzil kaybı ve yavaş şarj sürelerinden dolayı EV almaktan vazgeçiyor.
Dasgupta, "Bir EV bataryasını şarj etmek, normalde 30-40 dakika sürerken, kışın bu süre bir saate kadar çıkabiliyor. Amacımız bu süreyi kısaltmak ve kullanıcı deneyimini iyileştirmek" dedi. Michigan Üniversitesi'nin geliştirdiği bu teknoloji, gelecekteki EV alıcıları için büyük bir adım olabilir.
Ticarileştirme Süreci ve Gelecek Perspektifleri
Bu buluş, Michigan Ekonomik Kalkınma Şirketi tarafından finanse edilen projeler kapsamında üretime dönüştürülmek üzere ilerliyor. Arbor Battery Innovations, bu yeni kanal teknolojisini lisanslayarak ticarileştirme sürecini başlattı. Bu teknolojinin, EV batarya üretiminde büyük değişiklikler yapmadan mevcut fabrikalarda uygulanabilmesi, sektördeki üreticiler için büyük bir avantaj sağlayacak.
Michigan Üniversitesi'nin bu yeniliği, soğuk hava koşullarında elektrikli araçların daha verimli çalışmasını sağlamakla kalmayacak, aynı zamanda daha fazla tüketiciyi elektrikli araçlara yönlendirecek potansiyele sahip. Bu gelişme, çevresel sürdürülebilirlik açısından önemli bir adım olup, gelecekteki EV kullanıcıları için daha güvenilir ve pratik bir çözüm sunuyor.
