Dünya rekoru kırıldı: Yeni malzeme, lityum iyon iletkenliğinde çığır açtı

Lityum, antimon ve az miktarda skandiyumdan oluşan bu yenilikçi malzeme, lityum iyonlarının şimdiye kadar bilinen tüm alternatiflere göre yüzde 30’dan daha hızlı hareket etmesini sağlıyor. Bu gelişme, daha hızlı şarj olan ve daha verimli çalışan bataryaların önünü açabilir.

Kristal yapıdaki boşluklar iyonları hızlandırıyor

Profesör Thomas F. Fässler liderliğindeki ekip, malzemenin yapısında lityum atomlarının bir kısmını skandiyum atomlarıyla değiştirerek kristal kafes içinde “boşluklar” (vakanslar) oluşturdu. Bu sayede lityum iyonları bu boşluklardan daha kolay geçebiliyor ve iletkenlikte rekor seviyelere ulaşılıyor.

Katı hal bataryalarının sunduğu yüksek enerji yoğunluğu ve yangın riskini ortadan kaldırma potansiyeli göz önünde bulundurulduğunda, bu buluş enerji depolama teknolojilerinde yeni bir sayfa açabilir.

Ölçüm süreci zorluklarla doluydu

Yeni maddenin iletkenliği o kadar yüksekti ki, ölçüm sonuçlarının doğrulanması için üniversite bünyesindeki Teknik Elektrokimya Kürsüsü ile iş birliği yapıldı.

Ortak yazar Tobias Kutsch, iletkenliğin hem iyonları hem de elektriği taşıyabilmesi nedeniyle ölçüm yöntemlerini özel olarak uyarlamak zorunda kaldıklarını belirtti.

Yeni sınıf malzeme ve patent başvurusu

Fässler, bu keşfin yalnızca lityum-antimon kombinasyonuyla sınırlı olmadığını, aynı yapının lityum-fosfor sistemlerine de uygulanabileceğini ifade etti.

TUMint.Energy Research’ten Jingwen Jiang ise geliştirdikleri yöntemle yalnızca skandiyum ekleyerek yüksek performans sağladıklarını, önceki rekor sahibinin ise beş farklı elemente ihtiyaç duyduğunu vurguladı.

Malzemenin ısıl kararlılığa sahip olduğu ve geleneksel kimyasal yöntemlerle üretilebildiği belirtilirken, ticari kullanıma geçmeden önce daha fazla test yapılması gerektiği ifade edildi.

Gelişmenin potansiyeli göz önünde bulundurularak patent başvurusu da yapıldı.

Bilim insanları, bu buluşun yalnızca batarya teknolojileri için değil, geniş bir yelpazedeki malzemelerde iletkenliğin artırılması için de yol gösterici olabileceğini düşünüyor.