Pil Teknolojisi
Pil teknolojisi, tekrar şarj edilebilen lityum iyon pillerde, hücreler diğer pil sistemlerinde olduğu gibi enerjiyi üretmek ve depolamaktan birincil derece sorumlu üç ana bileşenden oluşur.
Bunlar anot, katot ve elektrolit olarak sıralanır. Anot malzeme negatif elektrot, katot ise pozitif elektrot olarak görev alır. Pozitif elektrotlar genelde tünel veya tabakalı yapılara sahip metal oksitlerden (LiMOx) oluşur. Negatif elektrot malzemelerde tabakalı yapılara sahipler. Bu yapılar sayesinde hücrenin/pilin şarjı ve deşarjı esnasında Li iyonları pozitif ve negatif elektrotları arasında karşılıklı olarak yer değiştirir. Bu yer değiştirme (topotaktik) reaksiyonu olarak tanımlanır. Bu reaksiyonda aktif malzemeler anot ve katotlardır. Lityum için ev sahipliği görevini görürler lityum ise misafir olarak bir elektrottan diğerine yer değiştirir.
Elektrikli Uçaklar Neye Bağlı?
Günümüzün ticari uçakları verim konusunda yeterli değil. Örneğin Boeing 747, uçtuğu her saniye bir galon kerosen bazlı yakıtı tüketiyor. Ve 2037 yılına kadar her yıl 8,2 milyar insanın gökyüzüne çıkması bekleniyorken, endüstrinin küresel ısınma üzerindeki etkisini dengelemek için Jet A-1’e karbonsuz alternatifler gerekli olacak. Elektrikli uçak çağına ihtiyacımız var. Alışagelmiş düzen bütün ekosistemi etkiliyor. Ve enerji anlamında da tatmin etmiyor. Canlıların yaşam alanını istila ettiğimiz yetmiyormuş gibi, bir de yaşam alanlarını kirleterek onların yaşama özgürlüğünü kısıtlıyoruz. Bu ulaşım şekli kullanılıyor, kullanılmaya da devam edilecek. O zaman daha az zararlı bir hale getirmek bizlerin elinde.
Araştırmacılar, bilim insanları ve girişimciler, uçakların pervanelerine güç sağlamak için; ağır kurşun-asit pillerinin erken hava gemilerine yüklendiği 19. yüzyılın ikinci yarısından beri elektrikli uçuş hakkında çalışıyorlar.
Ayrıca, yıllar boyunca uçuş sırasında uçaklara güç sağlamak için, toprağa geri uzanan iletken iplerden güneş panellerine ve mikrodalga enerji iletimine kadar bir dizi yeni araç gördük. Ancak hiçbir yakıt tasarruf projesi fosil yakıtın sağladığı enerjiyi sağlayamadı.
İnsan ölçeğinde serbest uçan elektrikli uçakların teknik olarak mümkün hale geldiği daha güç yoğun Nikel-kadmiyum (NiCad) pil teknolojisi olarak bilinmekte.
Ancak, pil kimyaları son yıllarda evrimleşti ve enerji yoğunlukları arttı.
Fakat günümüzün son teknoloji ürünü Lityum-iyon hücreleri, otomotivde olduğu gibi havacılık endüstrisinde de pillerin ağırlık oranları sorun teşkil ediyor.
Li-ion teknolojisi tamamen olgunlaştıkça, enerji yoğunluğundaki ilave artışlar her yıllık yinelemede %5’in altına düştü. Bu yüzden bir dizi araştırmacı ve pil şirketi, şimdiden bir sonraki yüzyılın çığır açan pil kimyasını araştırıyor. Bu çığır açacak materyaller: Sodyum-iyon (Na-iyon), Lityum-metal (Li-metal), Lityum-Kükürt (Li-S) veya Çinko-hava (Zn-hava).
Bileşimi ne olursa olsun, pillerin, 9,6 kWh/L enerji yoğunluğuyla yanıcı sıvıyı yaklaşık 50 kat daha fazla enerji yoğun hale getiren jet yakıtına saldıracaksa çok daha hafif ve daha fazla enerji yoğun hale gelmesi gerekiyor. İçten yanmalı motorlara özgü verimsizlikler nedeniyle; eşit ağırlıktaki yakıt ve pilleri karşılaştırırsanız, bu rakam bir Li-ion pilin enerji yoğunluğunun yaklaşık 14 katına denk geliyor.
Referanslar:
1. https://teknoloji.news/
2. https://www.metalurji.org.tr/
3. https://www.ucakkazalari.com/
4. https://www.resizenow.com/tr
