Page 5 - ChemLife Sayı 30

5
KAPAK KONUSU www.chemlife.com.tr CHEMLIFE

şık on beş dakika sürdü, ardından vardı. Ancak maddenin içiyle ilgili sı düşmeden yüzlerce kez şarj edi- Bundan sonra ne bekleyebiliriz?
yönetim grubu daha sonra hızlı bir uzmanlık bilgisi, metal sülfit yerine lebileceği anlamına gelir.
karar aldı ve Whittingham’ın keşfi- metal oksit kullanılarak inşa edil- Pil endüstrisinin karşılaştığı en
ni kullanarak ticari olarak uygun bir diğinde katodunun daha yüksek önemli zorluklar arasında enerji
pil geliştirdiler. bir potansiyele sahip olabileceğini üretimi, güvenlik ve sürdürülebilir-
söyledi. Araştırma grubundaki bir- lik gelmektedir. Pil araştırmacıları
kaç kişiye daha sonra lityum iyon- lityumun yerini diğer metallerle de-
larını birbirine karıştırırken yüksek ğiştirmeye çalışıyor, örneğin sod-
voltaj üreten, ancak iyonlar çıkarıl- yum-iyon piller daha sürdürülebilir
dığında çökmeyen metal oksit bul- bir geleceğe yol açabilir. Ancak bu
ma görevi verildi. piller, lityum bazlı kuzenlerinin per-
formansıyla eşleşemiyor.
Bu arayış, John Goodenough’a ba-
şarıyı getirdi. Whittingham’ın pili Resim 5- Akira Yoshino ilk ticari ve piya-
iki volttan fazla enerji üretti, ancak sada bulunan lityum-iyon pili geliştirdi.
Goodenough’un lityum kobalt ok- Katodda Goodenough’un lityum-kobalt
Resim 2 -İlk şarj edilebilir piller elekt- sitli pili ürettiği dört volt ile Whit- oksitini ve anotta da lityum iyonlarını
rotlarda, elektrolitle kimyasal olarak
reaksiyona girdiklerinde parçalanan tingham’ın pilinden iki kat daha birbirine karıştırabilen bir karbon ma-
teryali olan petrol kokunu kullandı. Pilin
katı maddelere sahipti. Bu durum pilleri güçlü idi. işlevselliği, zararlı kimyasal reaksiyonlara
mahvetti. Whittingham’ın lityum pilinin
avantajı, lityum iyonlarının katottaki 1980’de düşük ağırlığına rağmen dayanmaz. Bunun yerine, lityum iyonları
pile uzun ömür sağlayan elektrotlar
titanyum disülfid içindeki boşluklarda güçlü, yüksek kapasiteli pillerle
saklanmasıydı. sonuçlanan bu yeni, enerji yoğun arasında ileri geri akarlar.
katod malzemesinin keşfi yayın-
Ne yazık ki, pili üretmeye başlayan landı. Bu, kablosuz devrime doğru Bir diğer büyük avantaj, pilin saf lit-
grup bazı aksaklıklar yaşadı. Yeni belirleyici bir adımdı. yum içermemesidir. 1986 yılında,
lityum pil tekrar tekrar şarj edildi- Akira Yoshino pilin güvenliğini test
ğinde, ince lityum dentiritleri lit- ederken, dikkatli davrandı ve pat-
yum elektrotunda büyüdü. Diğer layıcı cihazları test etmek için ta-
elektrota ulaştıklarında pilde kısa sarlanmış bir tesis kullandı. Aküye
devre yapıyordu ve bu da büyük büyük bir demir parçası düştü ama
hiçbir şey olmadı. Ancak, deneyi
patlamalara yol açıyordu. saf lityum içeren bir pil ile tekrar-
larken şiddetli bir patlama oldu.

Pil geleceği için güvenlik testlerinin
Resim 4 - Goodenough, lityum pilin ka- geçilmesi esastır. Akira Yoshino,
totunda kobalt oksit kullanmaya başladı. bunun “lityum-iyon pilin doğduğu
Bu neredeyse pilin potansiyelini iki katına an” olduğunu söyledi.
çıkardı ve çok daha güçlü hale getirdi.
1991 yılında, büyük bir Japon
Japon şirketler yeni elektronik elektronik şirketi ilk lityum-iyon
cihazlar için hafif piller istiyor pilleri satmaya başladı ve elektro-
Resim 3 -Anotta saf lityum olan bir pil Batı’da petrol ucuzlaştıkça, alter- nikte bir devrime yol açtılar. Cep Bir diğer önemli zorluk, pillerin
şarj edildiğinde, lityum dentiritleri oluş- telefonları küçüldü, bilgisayarlar elektrotlarında kullanmak için al-
turur. Bunlar pilde kısa devrelere sebep natif enerji teknolojisine yapılan taşınabilir, MP3 çalarlar ve tablet- ternatif malzemeler bulmaktır.
olarak yangınlara ve hatta patlamalara yatırımlara ve elektrikli taşıtların ler geliştirildi. Kobaltın fiyatı, pillerde kullanıldı-
neden olabilir. geliştirilmesine ilgi azalmaya başla- ğı gerçeğinden dolayı son yıllarda
dı. Japonya’da ise işler farklı yürü- Daha sonra dünyanın dört bir ya- çarpıcı şekilde artmıştır. Değerli
Pilin daha güvenli hale getirilme- yordu. Elektronik şirketleri; video nındaki araştırmacılar, daha iyi pil- metaller madenciliği aynı zamanda
si için metalik lityum elektrotuna kameralar, kablosuz telefonlar ve ler için periyodik tabloyu taradılar, dünyanın dengesiz bölgelerinde
alüminyum ilave edildi ve elektrot- bilgisayarlar gibi yenilikçi elektro- ancak kimse lityum pilin yüksek ka- çocuk emeği, kölelik ve bölgesel
lar arasındaki elektrolit değiştiril- niklere güç verebilecek hafif, şarj pasitesini ve voltajını geçen bir şeyi çatışmalarıyla oldukça zorludur.
di. Stanley Whittingham 1976’da edilebilir piller için arayış içindey- icat etmeyi başaramadı. Bununla Bununla birlikte, kobalt yalnızca
keşfini açıkladı ve pil güneş enerjili di. Bu ihtiyacı gören kişi Asahi Ka- birlikte, lityum-iyon pil değiştirildi birkaç ülkede bulunur. Örneğin
saatlerde kullanmak isteyen bir İs- sei Corporation’dan Akira Yoshino ve geliştirildi. Diğer şeylerin yanı dünyadaki arzın üçte ikisini De-
viçre saatçi için küçük çapta üretil- idi. sıra John Goodenough; kobalt ok- mokratik Kongo Cumhuriyeti üret-
meye başladı. sidi, pili daha çevre dostu yapan mektedir.
“Sadece trendlerin hareket ettiği demir fosfat ile değiştirdi.
Bir sonraki amaç, şarj edilebilir lit- yönü kokladım. İyi bir koku hissim Sıvı elektrolitlerin değiştirilmesi
yum pilin bir arabaya güç verme- olduğunu söyleyebilirsin. ” Neredeyse her şey gibi, lityum iyon pil araştırmacılarından büyük ilgi
sini sağlamaktı. Ancak, 1980’lerin pillerin üretilmesi de çevre üzerin- gören başka bir alandır. Bu elekt-
başında petrol fiyatları çarpıcı bir Akira Yoshino tarafından geliştiri- de bir etkiye sahiptir. Ancak aynı rolitler, yangınlara ve patlamalara
şekilde düştü ve Exxon’un pil pro- len pil stabil, hafif, yüksek bir ka- zamanda büyük çevresel faydalar sebebiyet vermektedir. Olası çö-
jelerinde kesintiler yapması ge- pasiteye sahip ve dört volt enerji da vardır. Piller daha temiz enerji zümler arasında katı elektrolitler
rekiyordu. Geliştirme çalışmaları üretiyordu. Lityum-iyon pillerin en teknolojileri ve elektrikli taşıtların veya hatta pil muhafazasına yangın
durduruldu ve Whittingham’ın pil büyük avantajı iyonların elektrot- geliştirilmesini sağlayarak, sera gazı söndürücü kimyasal maddeler dâ-
teknolojisi, dünyanın üç farklı böl- larda birbirine karışmasıdır. Diğer ve parçacık emisyonlarının azaltıl- hil etmek de dahildir.
gesindeki üç farklı şirkete lisans- pillerin çoğu, elektrotların yavaş masına katkıda bulunmaktadır.
landı. Ancak bu, araştırmanın dur- ama kesin bir şekilde değiştiği Çalışmaları boyunca John Goode- Lityum-hava pilleri, geleneksel bir
duğu anlamına gelmiyordu. Exxon kimyasal reaksiyonlara dayanmak- nough, Stanley Whittingham ve lityum-iyon pilin birkaç katı teorik
pes ettiğinde, John Goodenough tadır. Bir lityum-iyon pil şarj edildi- Akira Yoshino, kablosuz ve fosilsiz enerji çıkışı olan umut verici başka
işi devraldı. ğinde veya kullanıldığında, iyonlar bir teknolojidir.
çevreleri ile reaksiyona girmeden bir toplum için doğru koşulları ya-
John Goodenough, Whittingham’ın elektrotlar arasında akar. Bu, pilin rattılar ve bu nedenle insanlığa en Kaynaklar: Chemistryworld.com /
devrim yaratan pili hakkında bilgisi uzun ömürlü olduğu ve performan- büyük faydayı sağladılar. Nobelprize.org