Gövde olarak hizmet veren karbon fiber piller, beklenen pil ihtilali olabilir

İsveç’teki Chalmers Teknik Üniversitesi’nin (CTU) bir yan kuruluşu olan Sinonus, elektrik gücünü depolayabilen çığır açan karbon fiber malzemesiyle ulaştırma kesimini dönüştürmeyi amaçlıyor. Malzeme, hem yapısal bir bileşen hem de pil fonksiyonu görerek farklı ağır pillere olan gereksinimi ortadan kaldırıyor.

Şirket, üniversite araştırmacılarının karbon fiber kompozit gereçleri gerçek dünya uygulamalarında kullanmanın bir yolunu bulmasından bir yıl sonra, 2022 yılında kuruldu. Sinonus şu anda teknolojisini ticarileştirmenin eşiğinde olduğunu söylüyor.

CTU Materyal ve Hesaplamalı Mekanik Profesörü Leif Asp, geliştirdikleri teknolojiyi şöyle açıklıyor: “Yapısal piller üretmeye yönelik evvelki teşebbüsler, âlâ mekanik özelliklere yahut âlâ elektriksel özelliklere sahip hücrelerle sonuçlandı. Fakat biz, karbon fiber kullanarak, hem rekabetçi güç depolama kapasitesine hem de sertliğe sahip yapısal bir pil tasarlamayı başardık.“

Hafif ve uzun menzilli elektrikli araçların önünü açabilir

Bu teknoloji sayesinde, daha uzun menzilli, daha hafif, daha verimli elektrikli araçların ve yakıt tüketimi daha düşük uçakların geliştirilmesi mümkün hale gelebilir.

Sinonus CEO’su Markus Zetterström ise şunları söyledi: “Çeşitli uygulamalarda yapısal gerecin bir kısmını çok gayeli kompozitimizle değiştirerek, tartı yahut hacim eklemeden elektrik depolama kapasitesini artırmak mümkün. Alternatif olarak, pil kapasitesini korurken sistem yükünü ve hacmini azaltabilir.”

Malzemenin güç yoğunluğunun şimdi geliştirilme etabında olduğunu belirten Zetterström, güç yoğunluğunun şu anda geleneksel bir lityum iyon pilin %25’i ile %50’si ortasında olduğunu söyledi. Yapısal piller klâsik pillerle tıpkı verimlilik düzeyine ulaşamasa da yapısal yük taşıma kapasiteleri nedeniyle sistem seviyesinde değerli kazanımlar sağlıyor. Ayrıyeten yapısal pillerin düşük güç yoğunluğu ve uçucu husus içermemeleri, onları standart pillere nazaran daha inançlı hale getiriyor.

CTU’da yapısal pillerin geliştirilmesi, belli karbon fiber tiplerini içeren evvelki keşifler de dahil olmak üzere uzun yıllar süren araştırmaların sonucu olarak ortaya çıktı. 2018’de yapılan bir CTU araştırmasında, araştırmacılar karbon fiber bazlı yapısal pillerin araçların ve uçakların yükünü kıymetli ölçüde azaltabileceğini buldular.

2021 yılında, evvelki versiyonlara nazaran 10 kat daha fazla performansa sahip yapısal bir batarya geliştirerek kıymetli bir dönüm noktasına ulaştılar. Bu batarya, karbon fiberi birebir anda elektrot, iletken ve yük taşıyıcı materyal olarak kullanmış ve o devirde piyasada bulunan benzeri lityum iyon pillerle karşılaştırıldığında yaklaşık %20 kapasiteye sahip olan 24 Wh/kg güç yoğunluğuna ulaşmıştı.

Sinonus, düşük güç tüketimli cihazlarda AAA pillerin yerini alarak bu teknolojinin uygulanabilirliğini muvaffakiyetle kanıtladığını belirtiyor. Şirketin hedefi, teknolojiyi objelerin interneti aygıtları üzere uygulamalardan dronlara, bilgisayarlara, daha büyük elektrikli araçlara ve hatta uçaklara genişletmek.