Almanya’dan bilim insanları, metal yüzeyleri iyonların hızlı geçişini sağlayan birer “otoyol” gibi kullanarak, elektrikli araç bataryalarının enerji yoğunluğunu %85’e kadar artırabilecek yeni bir elektrot teknolojisi ortaya koydu. Metal lifli yapılarla 10 kat kalın elektrotlar mümkün hale geldi.
Almanya’daki Max Planck Tıp Araştırmaları Enstitüsü’nden bilim insanları, elektrikli araç (EV) bataryalarının kapasitesini ve verimliliğini çarpıcı şekilde artıracak yeni bir elektrot tasarımı geliştirdi. Joachim Spatz liderliğindeki ekip, metal yüzeylerin lityum iyonları için hızlı taşıma yolları sağlayabileceğini ve bu sayede elektrotların günümüzdekinden 10 kat daha kalın üretilebileceğini gösterdi.
Bu yenilik, yalnızca enerji yoğunluğunda %85’e varan bir artış sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda üretim süreçlerini de sadeleştirerek maliyet avantajı yaratıyor. Bu artış, aynı batarya boyutuyla daha uzun menzil ya da daha küçük bataryayla aynı performans anlamına geliyor.
İyon taşınımında keşfedilen yeni mekanizma batarya kısıtlarını aşıyor
Geleneksel batarya elektrotları, enerjiyi depolayan aktif malzeme ile akımı taşıyan bakır veya alüminyum folyo gibi iletken katmanlardan oluşuyor. Ancak aktif malzemeler iyi bir enerji depolayıcı olsa da iyon iletiminde zayıf. Bu durum, üreticileri kalın ve verimli ancak yavaş şarj olan ya da ince ama düşük kapasiteli elektrotlar arasında seçim yapmaya zorluyor.
Max Planck ekibi ise, bakır yüzeyler üzerinde lityum iyonlarının çevresindeki moleküler kabuğu bırakarak Helmholtz adı verilen çift katmanlı bir yapı oluşturduğunu ve bu yapı üzerinden iyonların elektroliğe göre 56 kat daha hızlı hareket ettiğini belirledi.
Fraunhofer Enstitüsü’nden batarya uzmanı Dr. Elena Möller’e göre, “Yeni nesil batarya teknolojileri, enerji depolama sektöründe tüm dengeleri yeniden şekillendirme potansiyeline sahip”
3 boyutlu iletken ağ yapısıyla hızlı şarj mümkün
Araştırmacılar, bu etkiyi batarya tasarımına entegre edebilmek için, mikron ölçekli metal liflerden oluşan bir ağ yapısını elektrotların içine yerleştirdi. Böylece aktif malzemenin içinde 3 boyutlu bir iletken yol ağı oluştu.
Bu sayede hem kalınlığı 10 kata kadar çıkan elektrotlar üretilebildi hem de hızlı şarj/deşarj özellikleri korundu. Ayrıca geleneksel tasarımlarda kullanılan metal ve diğer iletken malzeme miktarı da neredeyse yarıya indirildi. Sonuç olarak enerji yoğunluğunda %85’e kadar artış sağlandı.
Joachim Spatz bu tasarımı şöyle açıklıyor: “Bir malzemeye 2 boyutlu katmanlarla enerji sağlamak verimli değil. Doğadaki damar sistemleri gibi, biz de yük taşıyıcıları için 3 boyutlu bir dağıtım ağı kurduk”
Solvent kullanmadan üretim maliyeti ve çevre etkisi azaltılabilir
Yeni elektrot yapısının bir diğer avantajı ise üretim aşamasında ortaya çıkıyor. Günümüzde elektrotlar, aktif malzemenin çözücülerle karıştırılıp metal folyolara kaplanmasıyla üretiliyor. Bu süreç karmaşık, yer kaplayıcı ve çevresel açıdan zararlı.
Ancak metal lifli yapı sayesinde, aktif malzeme toz formunda doğrudan bu ağın içine yerleştirilebiliyor. Bu “kuru dolum” yöntemiyle hem solvent kullanımına gerek kalmıyor hem de üretim hattı %30 daha az yer kaplıyor. Solventsiz üretim hem maliyeti düşürüyor hem de çevresel etkileri azaltıyor.
Spatz’a göre bu yeni yöntem, toplam üretim maliyetlerini %30-40 oranında düşürebilir: “Teknolojimizle birlikte, Asya merkezli üreticilere karşı büyük bir avantaj sağlayabilir ve onları geçebiliriz”
Türkiye için potansiyel: Daha güçlü EV bataryaları, daha az ithalat
Bu gelişme yalnızca küresel değil, Türkiye açısından da kritik. Enerji depolama alanındaki dışa bağımlılığını azaltmak isteyen Türkiye, bu tür ileri teknolojilere erken adapte olarak yerli batarya üretim kapasitesini artırabilir.
Özellikle elektrikli araç üretiminde iddialı hedeflere sahip olan Türkiye için, daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip ve üretimi daha ekonomik olan batarya çözümleri rekabet avantajı sağlayabilir. TOGG ve Aspilsan gibi yerli aktörlerin bu tür teknolojilere erişimi, ülkenin yeşil dönüşüm hedeflerine de katkı sunacaktır.
Bu teknolojinin önümüzdeki yıllarda ticarileşmesi halinde, Avrupa’daki üreticilerin yanı sıra Türkiye’deki batarya girişimleri için de bir dönüm noktası olabileceği öngörülüyor.
Hızlı bir bakışla bu yeni teknoloji:
- Helmholtz katmanı: İyon hızını 56 kat artırıyor
- Elektrot kalınlığı: 10 Kata kadar
- Enerji yoğunluğu: %85 Artış
- Üretim maliyeti: %30–40 Düşüş
- Üretim alanı ihtiyacı: %30 Daha az
- TOGG ve Aspilsan gibi yerli aktörler için fırsat
Ticari kullanıma geçiş için yol haritası netleşiyor
Araştırma ekibi, bu teknolojinin laboratuvar ölçeğinden endüstriyel ölçekte üretime geçiş süreci için çalışmalarını sürdürüyor. İlk prototiplerin 2026’ya kadar hazır olması, ardından ise pil üreticileriyle ortaklıklar kurularak pazara entegrasyonun başlaması hedefleniyor. Eğer planlandığı gibi ilerlerse, bu yeni batarya yapısı elektrikli araç sektöründe yeni bir standart haline gelebilir.
İlgili Makaleler
- 15 Yıl Garantili Elektrikli Araç Bataryası: CATL & NIO
- Dünyanın En Büyük Enerji Depolama Projeleri ve Etkileri
- Elektrikli Araçlar İçin Batarya Değişim Sistemi
- Türkiye’de Enerji Depolama Sistemleri: Sürdürülebilir Geleceğe Yatırım
- Daha Güvenli ve Verimli Elektrikli Araç Pilleri Yolda
View this post on Instagram
© 2025 Yeşil Haber