Çinli bilim insanları -34°C’de çalışan batarya geliştirdi

Çin’de faaliyet gösteren Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü araştırmacıları, aşırı düşük sıcaklıklarda dahi yüksek performans gösterebilen yeni bir lityum batarya teknolojisini tanıttı. Çin Bilimler Akademisi bünyesinde çalışmalarını sürdüren ekip, “sıvı-katı” olarak adlandırılan yeni nesil bir pil tasarımı geliştirdi. Açıklanan verilere göre bu batarya, -34 santigrat derece gibi son derece düşük sıcaklıklarda sekiz saatten uzun süre çalıştıktan sonra kapasitesinin yüzde 85’inden fazlasını koruyabiliyor. Mevcut lityum iyon pillerin aynı koşullarda yüzde 50 ila 70 arasında kapasite kaybı yaşayabildiği düşünüldüğünde, elde edilen sonuç dikkat çekici bir teknik ilerlemeye işaret ediyor. Bunun yanında yeni çözümün harici bir ısı yalıtım sistemine ihtiyaç duymaması, mühendislik açısından önemli bir avantaj sağlıyor.

Geleneksel lityum iyon pillerde düşük sıcaklıklar ciddi performans sorunlarına yol açıyor. Bunun temel nedeni, elektrolit sıvısının soğukta yoğunlaşarak iyon hareketini yavaşlatmasıdır. İyon iletkenliğinin azalması, pil iç direncini artırırken enerji aktarımını da sınırlandırıyor. Bu durum hem ani güç gerektiren uygulamalarda verimsizliğe neden oluyor hem de bazı senaryolarda sistemin tamamen devre dışı kalmasına yol açabiliyor. Özellikle kutup bölgeleri, yüksek rakımlı alanlar ve sert kara iklimine sahip coğrafyalarda bu sorun daha belirgin şekilde hissediliyor.

Çin Bilim Akademisi araştırmacıları yeni tasarımda üç unsura dikkat çekiyor

Yeni geliştirilen batarya tasarımında üç temel unsur öne çıkıyor. Bunlardan ilki, sıvı-katı fonksiyonel ayırıcı (separator) yapısı oluyor. Bu özel katman, iyon iletimini optimize ederken düşük sıcaklıklarda oluşan performans kaybını minimize edecek şekilde tasarlandı. İkinci unsur, soğuk hava koşulları için özel olarak formüle edilmiş düşük sıcaklık elektrolitleri. Bu elektrolitler, akışkanlık özelliklerini -30°C’nin altındaki değerlerde dahi koruyabiliyor. Üçüncü bileşen ise yapay zekâ destekli güç yönetim sistemi. Bu sistem, pilin çalışma parametrelerini gerçek zamanlı olarak analiz ederek enerji dağılımını dengeliyor ve istikrarlı çıkış sağlıyor.

Araştırma ekibi, söz konusu teknolojiyi endüstriyel sınıf insansız hava araçlarında test etti. -34°C sıcaklıkta gerçekleştirilen uçuş denemelerinde bataryanın stabil performans sunduğu bildirildi. Bu gelişme, özellikle enerji nakil hatlarının denetimi, orman devriyeleri ve acil durum müdahaleleri gibi zorlu hava koşullarında yürütülen operasyonlar için yeni imkanlar yaratabilir. Bunun yanında, askeri ve bilimsel amaçlı saha çalışmalarında da benzer çözümlere ihtiyaç duyulduğu biliniyor.

Elektrikli araçlar açısından değerlendirildiğinde ise tablo daha karmaşık. Her ne kadar düşük sıcaklık performansı ciddi bir avantaj sunsa da, bu teknolojinin araçların mevcut termal yönetim sistemleriyle uyumu ve seri üretim ölçeğinde maliyet etkinliği henüz netlik kazanmış değil. Buna rağmen, özellikle Kuzey Avrupa, Kanada ve Rusya gibi yüksek enlemlerde faaliyet gösteren elektrikli araç kullanıcıları için potansiyel faydalar dikkat çekiyor. Soğuk havalarda menzil kaybının azaltılması, elektrikli mobilitenin yaygınlaşması açısından kritik bir unsur olarak öne çıkıyor.

Tüm bunlara ek olarak, açık alan robotikleri, uzaktan izleme sistemleri ve kutup araştırma istasyonları gibi uygulama alanları da gündeme geliyor. Düşük sıcaklık dayanımı, yalnızca mobilite değil; telekomünikasyon altyapısı ve sensör ağları için de önem taşıyor. Küresel ölçekte yenilenebilir enerji yatırımları artarken, enerji depolama çözümlerinin farklı iklim koşullarında güvenilir şekilde çalışabilmesi gerekiyor. Bu çerçevede geliştirilen sıvı-katı lityum batarya, laboratuvar sonuçlarının saha uygulamalarıyla desteklenmesi halinde, soğuk iklim teknolojilerinde yeni bir referans noktası oluşturabilir.