Ana Sayfa Enerji Depolama Güney Kore’den nemle çalışan ve suda eriyen kağıt batarya

Güney Kore’den nemle çalışan ve suda eriyen kağıt batarya

Yazar

Tem 5, 2025 @ 16:53 Değiştirilme tarihi: Tem 5, 2025 @ 17:18

Elektronik atık sorununa karşı devrimsel bir çözüm Güney Kore’den geldi.

Seul Ulusal Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi, sadece havadaki nemle aktif hale gelen, zehirli metal içermeyen ve kullanıldıktan sonra suda tamamen çözünebilen, %100 biyobozunur bir kağıt pil geliştirdi. Bu buluş, tek kullanımlık elektroniklerin geleceğini değiştirebilir.

Güney Kore biyobozunur kağıt batarya Nemle çalışan kağıt batarya Suda çözünebilen pil teknolojisi — Yapay zeka ile düzenlenmiştir.

Her yıl milyonlarca ton elektronik atığın (e-atık) gezegenimizi kirlettiği bir çağda, teknoloji dünyasının en büyük zorluklarından biri, pillerin yarattığı çevresel yüktür. Güney Koreli bilim insanları, bu soruna yönelik çığır açıcı bir çözüm geliştirdi: Tamamen kağıttan (selüloz) yapılan, toksik ağır metaller içermeyen ve görevini tamamladıktan sonra doğaya hiçbir zararlı kalıntı bırakmadan yok olan bir pil. Projenin başındaki bilim insanı Dr. Kim Ji-hoon, vizyonlarını “Amacımız, gerçek dünya koşullarında çalışan ve artık ihtiyaç duyulmadığında ortadan kalkan bir pil yaratmaktı. Bu, tek kullanımlık elektronikler hakkındaki düşüncelerimizi değiştirebilir,” sözleriyle açıklıyor.

Nemle çalışan pil nasıl çalışıyor?

Bu teknolojinin arkasındaki mantık, akıllı bir tasarımla basit kimyayı bir araya getiriyor. Pilin ana iskeletini, hem yapısal destek hem de ayırıcı görevi gören selüloz kağıt oluşturuyor. Bu kağıdın üzerine, metal elektrotlar yerine iletken karbon mürekkepleri ve sodyum-iyon gibi güvenli tuzlar işleniyor. Kağıt kuruyken, iyon akışı olmadığı için pil pasif durumda kalıyor. Ancak havadaki neme maruz kaldığında veya üzerine su damlatıldığında, kağıt nemi emiyor ve içindeki tuz bazlı elektroliti çözerek iyonların hareket etmesini sağlıyor. Bu iyon akışı, karbon bazlı anot ve katot arasında bir elektrik akımı üreterek küçük elektronik cihazlara güç veriyor.

Bu teknolojinin en büyük avantajı, lityum, kurşun veya kadmiyum gibi ağır metaller ve zararlı kimyasallar içermemesidir. Tüm bileşenleri biyobozunur olduğu için, pil kullanıldıktan sonra doğada güvenle parçalanabiliyor. Hatta suya atıldığında 24 saat içinde tamamen çözünerek geride hiçbir iz bırakmıyor.

Potansiyel kullanım alanları: Tıbbi sensörlerden akıllı etiketlere

Bu biyobozunur pillerin mevcut güç çıkışı, bir akıllı telefonu veya elektrikli arabayı çalıştıracak düzeyde olmasa da, “düşük güç” gerektiren milyarlarca tek kullanımlık veya kısa ömürlü cihaz için bir devrim niteliği taşıyor. Potansiyel kullanım alanları arasında şunlar yer alıyor:

Tıbbi ve Teşhis Cihazları: Tek kullanımlık akıllı bandajlar, hastalık teşhis kitleri veya vücut içinde veri iletip sonra güvenle çözünebilen sensörler.
Çevresel Sensörler: Ormanlar veya tarım arazileri gibi hassas ekosistemlerde sıcaklık, nem veya kirlilik ölçen ve görevini tamamladıktan sonra doğada çöp oluşturmayan sensörler.
Akıllı Paketleme ve Lojistik: Kargo etiketlerine entegre edilerek ürünlerin taşınma koşullarını izleyen ve teslimat sonrası ambalajla birlikte kompost edilebilen veya yıkanabilen güç kaynakları.

Biyobozunur bataryalar küresel bir trend haline geliyor

Güney Kore’deki bu buluş, tekil bir örnek değil. Dünyanın dört bir yanındaki araştırma merkezleri ve startup’lar, enerji depolamayı daha çevre dostu hale getirmek için benzer projeler üzerinde çalışıyor:

İsviçre’nin Kağıt Bazlı Süper Kapasitörü: EMPA laboratuvarları, karbon ve selülozdan 3D yazıcı ile üretilen ve toprakta iki ay içinde çözünebilen bir süper kapasitör (bir tür pil) geliştirdi.
Mantar Tabanlı “Yaşayan” Batarya: Yine İsviçre’de geliştirilen bir başka projede, iki farklı mantar türünün etkileşiminden elektrik enerjisi elde ediliyor.
Mikrobiyal Kağıt Piller: ABD ve Çin’deki araştırmacılar, bir damla su veya tükürük ile aktif hale gelen ve donmuş bakterilerin metabolizmasından elektrik üreten “mikrobiyal yakıt hücreleri” üzerinde çalışıyor.

Biyobozunur batarya teknolojilerinde dünyadaki diğer önemli girişimler

Flint: Singapur’dan şarj edilebilir kağıt pil devrimi

Singapur merkezli Flint adlı girişim, tamamen biyobozunur, kağıt tabanlı, şarj edilebilir bir pil geliştirerek enerji depolama teknolojilerinde yeni bir döneme işaret ediyor. Yenilenebilir selüloz malzemeler ve su bazlı elektrolit kullanan Flint’in bataryası, geleneksel lityum-iyon pillerle benzer performans sunarken, kullanım sonrası toprakta altı hafta gibi kısa bir sürede tamamen çözünerek çevresel etkiyi minimize ediyor. Flint, bataryalarının taşınabilir elektroniklerden küçük uydulara kadar geniş bir kullanım alanına sahip olabileceğini belirtiyor.

Biyolojik yakıt hücreleri: ABD ve Çin’den yenilikçi çözümler

ABD’nin Binghamton Üniversitesi’nden Prof. Seokheun Choi ve Çin’deki Shenzhen Enstitüsü, mikrobiyal yakıt hücreleri üzerine çalışarak kağıt tabanlı biyolojik bataryalar geliştiriyor. Bu bataryalar, üzerlerine birkaç damla su veya tükürük damlatıldığında aktive olan donmuş bakterilerden enerji üretiyor. Elde edilen enerji miktarı, düşük enerji tüketimli çevresel sensörler ve biyolojik izleme cihazları için yeterli seviyede bulunuyor. Bu tür bataryalar, çevresel sensörler ve tek kullanımlık elektronikler için oldukça uygun ve çevreye zararlı atık bırakmadan doğada çözünebiliyor.

Yüksek sıcaklıklı elektroliz: Enerji verimliliğinde yeni bir dönüm noktası

Biyobozunur pillerin enerji yoğunluğu ve verimliliğini artırmak amacıyla yüksek sıcaklıklı buhar elektrolizi teknolojileri de gündemde. Bu teknoloji sayesinde, klasik oda sıcaklığında gerçekleşen elektrolize göre enerji tüketimi yaklaşık %30 azalıyor. Bu yöntem, özellikle küçük modüler reaktörlerle entegre edildiğinde sürdürülebilir enerji üretiminde devrim niteliği taşıyor.

Karşılaşılan zorluklar ve gelecek potansiyeli

Biyobozunur bataryaların günümüzdeki temel zorluğu enerji yoğunluğu ve uzun vadeli kararlılığın sağlanması. Bu bataryalar henüz lityum-iyon bataryalar kadar güçlü ve uzun ömürlü değil. Ancak yapılan araştırmalar ve devam eden pilot uygulamalar, bu alandaki gelişimin hızlandığını ve önümüzdeki birkaç yıl içinde geniş çaplı kullanım alanlarına kavuşabileceklerini gösteriyor.

Türkiye’deki durum ve yerel potansiyel

Türkiye’de şu anda biyobozunur batarya konusunda henüz geniş çaplı bir girişim bulunmuyor. Ancak bu teknolojinin ülkemizde özellikle çevre izleme ve tek kullanımlık tıbbi cihazlarda önemli bir potansiyele sahip olduğu açıktır. Türk üniversiteleri ve startup’larının bu tür yenilikçi teknolojilere odaklanması, sürdürülebilirlik hedefleri açısından büyük fırsatlar yaratabilir.

Yeşil Haber değerlendirmesi: Gerçek kullanıma ne kadar yakınız?

Bu atılımlar heyecan verici olsa da, kağıt pillerin yaygın kullanımı için önlerinde hala bazı zorluklar var. Enerji yoğunlukları henüz geleneksel lityum iyon pillerle rekabet edemiyor ve seri üretim için üretim süreçlerinin ölçeklendirilmesi gerekiyor. Bu nedenle, yakın gelecekte bu pilleri akıllı telefonlarımızda görmeyi beklememeliyiz.

Ancak bu teknoloji, özellikle tek kullanımlık elektroniklerin yarattığı devasa e-atık sorununa karşı son derece umut vadeden bir çözüm sunuyor. Her yıl üretilen 50 milyon tondan fazla elektronik atığın önemli bir kısmını piller oluşturuyor. Sadece düşük güçlü cihazlarda bile geleneksel pillerin yerini bu tür biyobozunur alternatiflerin alması, gezegenimizdeki toksik atık yükünü önemli ölçüde azaltabilir. Güney Kore’deki bu gelişme, yüksek teknoloji ile çevresel sorumluluğun bir araya gelebileceğini gösteren, geleceğe yönelik parlak bir işaret fişeğidir.