Li-Ion pillerde sürpriz gelişme: Yüksek ısı ile onarmak mümkün!

Elektrikli araçlardan akıllı telefonlara, dizüstü bilgisayarlardan giyilebilir teknolojilere kadar çağdaş hayatın vazgeçilmezi olan şarj edilebilir Lityum-İyon (Li-Ion) piller, ne yazık ki vakitle güç depolama kapasitelerini yitiriyor. Her şarj ve deşarj döngüsü, pillerin iç kimyasında geri dönüşü olmayan değişikliklere yol açıyor; bu durum, kapasite kaybının yanı sıra “termal genleşme” denilen, pilin fizikî olarak yavaşça şişmesiyle de gözlemlenebilir hale gelebiliyor.

Kullanım ömrünü tamamlamış bu pillerin geri dönüştürülmesi mümkün olsa da, süreç mevcut haliyle hem kolay, hem de uygun maliyetli değil. Li-Ion pillerle ilgili bir başka önemli husus ise güvenlik riskleri. Bilhassa kalitesiz piller ve şarj aygıtlarıyla birlikte kullanıldıklarında, ısıya maruz kaldıklarında “termal kaçak” olarak isimlendirilen, söndürülmesi son derece güç alevli yangınlara yol açma potansiyeli taşıyabiliyorlar. Bu risk, elektrikli bisikletler yahut hoverboard’lar üzere aygıtların alev almasıyla dünya genelinde kıymetli bir sorun haline gelmiş durumda.

Eski pilleri yüksek ısıya maruz bırakmanın sürpriz sonucu

İşte tam da bu bilinen riskler nedeniyle, Çin’deki Ningbo Gereç Teknolojisi ve Mühendislik Enstitüsü araştırmacılarının Li-Ion pilleri şuurlu olarak yüksek sıcaklıklara maruz bırakması birinci bakışta hayli şaşırtan görünüyor. Lakin Nature mecmuasında yayımladıkları bilimsel makalede, eski Li-Ion pilleri 150 ila 250°C üzere denetimli yüksek sıcaklıklara kadar ısıtmanın, pillerin küçülmesine ve iç yapılarında, geçmiş kullanımın neden olduğu kapasite azaltıcı tesirleri bilakis çeviren bir dönüşüme neden olduğunu ortaya koydular. Araştırmacılar, bu bulgunun kendileri için bile sürpriz olduğunu ve bu davranışı “geleneksel termodinamik beklentilerin tersine, alışılmadık bir durum” olarak tanımladıklarını belirtiyor.

Makalede sunulan teoriye nazaran, ısıtma sonucunda pillerin içinde gelişen yapısal düzensizlik yahut bozukluk, pilin bileşimini değiştirmek için hassas voltajlar kullanan özel şarj aygıtları aracılığıyla “ayarlanabilir bir parametre” haline getirilebilir. Bu ayarlamalar sayesinde, eskimiş pillerin yine canlandırılabileceği ve özgün yahut ona yakın kapasitelerine geri döndürülebileceği düşünülüyor.

Bu yenilikçi sistemin ticarileşmeye ne kadar yakın olduğu hakkında şimdi net bir bilgi paylaşılmamış olsa da, araştırmacılar bulgularının potansiyel tesirlerinden heyecanla bahsediyor. Bu prosedür, “eski elektrikli araçları yeni üzere yapma“, kendi kendini onarabilen, daha uzun ömürlü aygıtlar geliştirme ve hatta sıfır termal genleşmeli yeni jenerasyon materyal mühendisliği alanında çığır açma üzere tezli ve dikkat cazip olasılıkların kapısını aralayabilir.