Jimmy Jiang, her evin pillerde depolanan yenilenebilir enerjiyle çalıştırıldığı bir gelecek hayal ediyor.
Jiang ve Cincinnati Üniversitesi‘ndeki öğrencileri kimya laboratuvarında, rüzgar ve güneş enerjisi çiftliklerinin ihtiyaç duyduğu büyük ölçekli enerji depolaması için derin etkileri olabilecek yeni bir pil yarattılar. Jiang, UC’ler gibi yeniliklerin yeşil enerji üzerinde derin etkileri olacağını söyledi.
Piller yenilenebilir enerjiyi yalnızca üretildiğinde değil, ihtiyaç duyulduğunda da depolar. Rüzgar ve güneş enerjisinden en iyi şekilde yararlanmak için bunun çok önemli olduğunu söyledi. “Enerji üretimi ve enerji tüketimi her zaman uyumsuzdur” dedi.
“Bu yüzden bu enerjiyi geçici olarak depolayabilecek ve gerektiğinde serbest bırakabilecek bir cihaza sahip olmak önemli.” Yeni tasarımlarını Nature Communications dergisinde anlattılar .
Ucuz olmalarına ve kolaylıkla bulunabilen malzemelerden yapılmış olmalarına rağmen, endüstriyel veya büyük ölçekli kullanım açısından ciddi dezavantajlara sahiptirler. Çok düşük bir enerji yoğunluğuna sahipler ve bu da bir şehre enerji sağlamak için gereken megavatlık gücü depolamak için kullanışlı değil. Ve elektrokimyasal kararlılık için düşük bir eşiğe sahiptirler.
Jiang bunun patlayabilecekleri anlamına geldiğini söyledi. “Suyun bir voltaj sınırı vardır. Sulu bir pilin voltajı 1,5 voltluk stabilite penceresini aştığında, su ayrışabilir veya patlayıcı olan hidrojen ve oksijene bölünebilir” dedi.
Ancak Jiang ve öğrencileri, yaklaşık 4 volt güç üretebilen, susuz bir pil geliştirdiler. Jiang’ın yeni tasarımının, bu tür pillerin en pahalı parçalarından biri olan membran ayırıcı olmadan bunu yaptığını söyledi.
Jiang, “Membranlar çok pahalıdır” dedi. “Performansı daha düşük maliyetle artıran yeni bir tür enerji depolama malzemesi geliştirdik.” Aynı şekilde membranların da verimsiz olduğunu söyledi. “Olumlu ve olumsuz tarafları tamamen ayıramıyorlar, dolayısıyla her zaman geçişler oluyor” dedi.
Grubun geçici patent başvuruları yaptığını söyledi. Jiang, “Daha gidilecek uzun bir yol var” dedi. Ancak önümüzdeki 20 yıl içinde pil devrimine doğru hızla ilerlediğimizi söyledi. “Bundan eminim. Pil performansının sınırlarını zorlamaya yönelik çok sayıda yoğun araştırma yapılıyor” dedi.
Öğrencileri de aynı derecede heyecanlı. Doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı Rabin Siwakoti, pilin daha yüksek enerji yoğunluğu sunduğunu söyledi. “Yani küçük bir pil bile size daha fazla enerji sağlayabilir” dedi.
Ortak yazar ve doktora öğrencisi Jack McGrath, “Pildeki membranı ortadan kaldırmayı başardık, bu da ön maliyetlerin büyük bir bileşenidir. Bu, pilin maliyetinin %30’u kadardır” dedi. UC’de misafir profesör olan ortak yazar Soumalya Sinha, ülkelerin daha ucuz, daha verimli piller geliştirmek için yarıştığını söyledi. “Bu tasarım malzeme maliyetlerini önemli ölçüde azaltıyor” dedi. “
Aynı performansı daha ucuz maliyetle elde etmeye çalışıyoruz.” Katkıda bulunan diğer kişiler arasında baş yazar ve UC doktora sonrası araştırmacısı Rajeev Gautam, doktora öğrencisi Xiao Wang ve UC doktora mezunu Amir Lashgari yer alıyor.
