Sodyum iyon piller, sürdürülebilir enerji depolamanın geleceğine cevap olabilir ve deniz suyundan içme suyu elde etmek için kullanılabilir. Surrey Üniversitesi’ndeki bilim insanları, performansı artırmanın basit bir yolunu keşfettiler; suyu önemli bir bileşenin içinde bırakmak yerine onu içeride bırakmak.
Şu anda enerji depolama pazarına hakim olan ve pahalı, çevreye zarar veren malzemelere dayanan lityum iyon teknolojisinin aksine, sodyum çok daha bol ve yaygın olarak bulunabiliyor. Ancak performans açısından rekabet edebilecek sodyum iyon pillerin geliştirilmesi hala bir zorluk olmaya devam ediyor.
dergisinde yayınlanan bir çalışmada Malzeme Kimyası Dergisi AAraştırmacılar, mevcut bir sodyum bazlı malzeme olan sodyum vanadyum oksitin, doğal olarak içerdiği su uzaklaştırılmadığında nasıl önemli ölçüde daha iyi performans gösterebileceğini ayrıntılarıyla anlatıyor.
Nanoyapılı sodyum vanadat hidrat (NVOH) olarak bilinen malzeme, çok daha fazla şarj depolayarak, çok daha hızlı şarj ederek ve 400’den fazla şarj döngüsü boyunca stabil kalarak performansta büyük bir artış gösterdi.
Testlerde, malzemenin “ıslak” versiyonu, tipik sodyum iyonu malzemelerine göre neredeyse iki kat daha fazla yük tutabildi ve bu da onu bugüne kadar bildirilen en iyi performansa sahip katotlar arasına yerleştirdi.
Surrey Üniversitesi Kimya ve Kimya Mühendisliği Okulu Araştırma Görevlisi ve makalenin başyazarı Dr. Daniel Commandeur şunları söyledi: “Sonuçlarımız tamamen beklenmedikti. Sodyum vanadyum oksit yıllardır ortalıktaydı ve insanlar genellikle sorun yarattığı düşünüldüğü için suyu çıkarmak için ona ısıl işlem uyguluyorlardı.
“Bu varsayıma meydan okumaya karar verdik ve sonuç beklediğimizden çok daha iyi oldu. Malzeme beklenenden çok daha güçlü bir performans ve kararlılık gösterdi ve hatta bu pillerin gelecekte nasıl kullanılacağına dair heyecan verici yeni olanaklar bile yaratabilir.”
Araştırma ekibi ayrıca malzemenin mümkün olan en zorlu ortamlardan biri olan tuzlu suda nasıl davrandığını da test etti. Sonuçlar, sistemin sadece etkili bir şekilde çalışmaya devam ettiğini değil, aynı zamanda elektrokimyasal tuzdan arındırma olarak bilinen bir işlem olan grafit elektrot klorürü çıkarırken çözeltiden sodyumu da çıkardığını gösterdi.
Dr. Commandeur şunları ekledi: “Tuzlu suda sodyum vanadat hidratı kullanabilmek gerçekten heyecan verici bir keşif çünkü bu, sodyum iyon pillerin sadece enerji depolamaktan daha fazlasını yapabildiğini gösteriyor; aynı zamanda sudan tuzun uzaklaştırılmasına da yardımcı olabilirler. Bu, uzun vadede deniz suyunu tamamen güvenli, serbest ve bol miktarda bir elektrolit olarak kullanan ve aynı zamanda sürecin bir parçası olarak tatlı su üreten sistemler tasarlayabileceğimiz anlamına geliyor.”
Bu buluş, mevcut lityum bazlı teknolojiye uygun bir alternatif olarak sodyum iyon pillerin geliştirilmesini hızlandırabilir. Bol ve düşük maliyetli malzemelerin kullanılması, şebekede yenilenebilir enerji depolamaktan elektrikli araçlara güç sağlamaya kadar çeşitli potansiyel uygulamalarla bu pilleri daha güvenli ve daha sürdürülebilir hale getiriyor. Surrey ekibinin yaklaşımı aynı zamanda yüksek performanslı sodyum pillerin nasıl üretildiğini basitleştirerek büyük ölçekli, ticari olarak uygun enerji depolamaya bir adım daha yaklaşmaya yardımcı oluyor.
