Korea Research Institute of Chemical Technology, yani KRICT’teki bir araştırma ekibi, pillerin boyutunu ve ağırlığını artırmadan daha fazla enerji depolamasına yardımcı olabilecek yeni bir katot teknolojisi geliştirdi. Enstitünün Pazartesi günü yaptığı açıklamaya göre ekibi, kıdemli araştırmacılar Moon San ve Suk Jung-don yönetti. Ekip, elektrotların içinde lityum iyonlarının hareketini iyileştiren yeni bir kuru kalın katot teknolojisi geliştirdi.
Araştırma, Ağustos ayında uluslararası akademik dergi Exploration’da kapak makalesi olarak yayımlandı. Makalenin ilk yazarı post-master araştırmacısı Eun Hye-ji oldu. Tarihsiz bir el ilanı fotoğrafında solda kıdemli araştırmacı Suk Jung-don, ardından araştırmacılar Park Jin-kyu ve Lee Ga-ram ile kıdemli araştırmacı Moon San birlikte poz veriyor. Görsel KRICT tarafından sağlandı.
Teknoloji, kuru katotlarda ilk kez katkı maddesi olarak graphitic carbon nitride kullanıyor. Bu katkı, elektrolitin elektrotun daha derinine nüfuz etmesine yardımcı oluyor ve lityum iyonlarının katot malzemesine girmesi için gereken enerjiyi azaltıyor. Yüksek enerji yoğunluklu pil üretmenin bir yolu elektrotları kalınlaştırmaktır. Aynı alana daha fazla aktif malzeme sığdırılmasını sağlar. Ancak elektrotlar kalındıkça lityum iyonları içinden daha zor geçer ve pil içindeki enerjinin tamamı kullanılamaz.
Araştırmacılar bu sorunu gözenekli graphitic carbon nitride ile çözdü. Katkı maddesinin yüzeyindeki azot, lityum iyonlarına geçici olarak bağlanıyor ve iyonların katot malzemesine daha kolay girmesini sağlıyor. Gözenekli yapısı ise elektrolitin elektrot boyunca daha eşit yayılmasını sağlıyor.
Araştırmacılar teknolojinin lityum iyonu hareketi için gereken aktivasyon enerjisini yüzde 56 oranında azalttığını buldu. Değer mol başına 49,8 kilojul’dan mol başına 22,1 kilojul’a düştü. Katkı maddesinin yüzde 0,5’i kullanıldığında elektrot, yüksek hızlı deşarj sırasında kapasitesinde yüzde 166 artış gösterdi ve güç yoğunluğu en fazla 2,85 kat yükseldi.
“Bu araştırmanın önemi, katkı maddesinin sadece yüzde 0,5’i ile iyon taşınmasını iyileştirebilmemiz ve katkı maddesinin miktarının yanı sıra yerleşimini ve elektrot yapısını da optimize edebilmemiz” dedi Moon. KRICT Başkanı Shin Seok-min, basit ve maliyet etkin katkı sürecinin büyük ölçekli pillerde uygulanabilmesi ve üretim veriminin doğrulanması halinde teknolojinin elektrikli araçlar, enerji depolama sistemleri ve robotik dahil geniş bir endüstri yelpazesine fayda sağlayabileceğini söyledi.