Çinli bilim insanları, elektrikli araç endüstrisinde yeni bir döneme kapı açabilecek düşük maliyetli bir katı hal bataryası geliştirdiklerini duyurdu. Yeni tasarım, maliyetleri yüzde 90 düşürürken, performans bakımından diğer katı hal lityum bataryalarla aynı seviyede kalıyor.
Geleneksel lityum iyon pillerde sıvı elektrolitlerin katı hal alternatifleri, daha hızlı şarj süreleri, daha iyi performans ve gelişmiş güvenlik standartları vaat ediyor. Ancak yüksek malzeme ve üretim maliyetleri, katı hal bataryaların geniş ölçekli kullanımının önünde engel teşkil ediyordu.
Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden (USTC) araştırmacılar, ticari uygulamalar için büyük umut vaat eden yeni bir tür katı elektrolit geliştirdiler. Alman Kimya Derneği’nin önde gelen dergilerinden biri olan Angewandte Chemie’de yayınlanan araştırmada, katı hal bataryalarda pahalı Lityum sülfür (Li2S) ihtiyacı ortadan kaldırılıyor.
Katı hal bataryalar, enerji yoğunluğunu artırmak için katot olarak oksit veya sülfür kullanıyor. Üstün performansları nedeniyle sülfürler genellikle tamamen katı hal bataryaların gelecekteki pratik kullanımı için en umut verici seçenek olarak kabul ediliyor. Ancak yüksek maliyetler büyük bir engel teşkil ediyor. Uygun fiyatlı bir katı hal batarya elektrolitinin üretim maliyeti kilogram başına 50 dolardan az olmalıdır. Fakat sülfür elektrolitlerinin fiyatı genellikle kilogram başına 195 dolar civarında seyrediyor.
Çinli araştırmacılar, hammadde olarak lityum sülfür gerektirmeyen LPSO adını verdikleri yeni bir sülfür katı elektrolit geliştirdiklerini duyurdular. LPSO, kilogram başına sadece 14 dolarlık bileşen maliyetiyle iki düşük maliyetli bileşikten sentezleniyor. Bu da diğer sülfit katı elektrolitlerin hammadde maliyetinin yüzde 8’inden daha az.
LPSO ve lityum metal ile yapılan bir batarya, oda sıcaklığında 4.200 saatten fazla istikrarlı döngü gösterebiliyor.Performans ve enerji yoğunluğunda da diğer pahalı alternatiflerle eşleşiyor. Araştırmacılar performansta daha fazla gelişme kaydetmek için geliştirmelere de devam ediyor.
Geleneksel lityum pillerde Çin’in gerisinde kalan Japonya, Güney Kore, Avrupa ve ABD, liderliği ele geçirmek için katı hal bataryaları da dahil olmak üzere yeni nesil batarya teknolojileri üzerinde çalışıyor. Hem Toyota hem de Samsung,2027 yılına kadar ticari katı hal bataryaları piyasaya sürmeyi planlıyor. Diğer Batılı girişimler de benzer tarih hedeflerini taşıyor. Çin ise 2030’a kadar tedarik zinciri oluşturmak için devlet destekli olarak çalışmalar yürütüyor.
Bu yeni gelişme, elektrikli araçların maliyetini önemli ölçüde düşürerek kitlesel pazarlara girmesine yardımcı olabilir.Ayrıca, daha hızlı şarj süreleri ve daha uzun menziller sunarak elektrikli araçları benzinli ve dizel araçlara daha cazip bir alternatif haline getirebilir.