Su pilleri nasıl daha güvenli hale getirebilir? – ivobot
İnsanlar genellikle pillerin içine sızan sıvıları pek düşünmezler. Ancak bu elektrolitler, pillerin çalışmasını ve güvenliğini büyük ölçüde belirleyen önemli bir bileşendir. İlginç bir şekilde, giderek daha fazla alternatif pil kimyası üreticisi, özellikle ilginç bir elektrolit bileşeninden bahsediyor: su.
Duyuru
Artık elektrikli arabalara ve dizüstü bilgisayarlara güç sağlayan lityum iyon piller, daha önce şarjı taşımak için etilen karbonat gibi organik çözücüler kullanmak zorundaydı (“neden” biraz sonra daha ayrıntılı olarak açıklanacak). Ancak suyun kullanımına olanak sağlayan kimyasal işlemler, çok daha güvenli piller anlamına gelebilir. Elektrik şebekesindeki büyük depolama sistemlerinde giderek daha fazla pil kullanıldığı için bu büyük bir avantaj olacaktır.
Sıcak bir konu: pil güvenliği
Lityum iyon pillerin güvenliği, çok fazla yanlış bilgi olduğundan ve duyguların yüksek olabileceğinden zor bir konu olabilir. Ancak birçok alternatif pil üreticisinin, teknolojilerinden bahsederken neden güvenliği vurguladığını araştırmaya değer.
Lityum-iyon piller, genellikle hasar gördüklerinde veya aşırı ısındıklarında bazen alev alabilir ve termal kaçak adı verilen bir süreçte kimyasal reaksiyonları tetikleyebilir. Lityum iyon pillere sahip cihazlarda genellikle bu riski azaltmak için güvenlik sistemleri bulunur: örneğin elektrikli araçlarda pil paketlerinin çevresinde soğutma sistemleri bulunur.
Ancak bazen işler yine de ters gidebilir. Örneğin Chevy Bolt yangınları gibi üretim kusurları meydana geliyor. Bazı veriler bunun benzinle çalışan araçlara göre çok daha az yaygın olduğunu öne sürse de, elektrikli araçların ne sıklıkta alev aldığı tam olarak belli değil. Öte yandan elektrikli araçlardaki yangınlar, konvansiyonel araçlardaki yangınlara göre daha yüksek sıcaklıklara ulaşabiliyor ve söndürülmesi daha zor oluyor.
Elektrik şebekesinde güvenlik
Pilleri yeni bir şekilde kullanmaya başladığımızda güvenlik konusu daha da önemli hale gelebilir: elektrik şebekesinde. Elektrik şebekesine yenilenebilir enerji arzının artmasıyla birlikte, örneğin gece için güneş enerjisini depolayabilen büyük ölçekli enerji depolama sistemlerine olan ihtiyaç da artıyor.
Bu depolama sistemleri emisyonların azaltılması açısından iyi bir haber ancak işler ters gidebilir. Canary Media’nın bildirdiği üzere, bu yaz New York şebekesindeki büyük sabit depolama sistemlerinde birkaç batarya yangını yaşandı. Yangınlarda herhangi bir yaralanma olmadı ve hasar çoğunlukla bataryalarla sınırlıydı, ancak bir dizi yangın iyi bir izlenim bırakmıyor.
New York’ta da e-bisikletlerin yol açtığı yangınlarla ilgili endişeler artıyor. Bunlar potansiyel olarak ölümcül olabilir ve çoğunlukla uygun şekilde onarılmamış veya standart altı piller kullanılmamış bisikletlerden kaynaklanıyor olabilir; bu da pillerin düzenlenmesi ve sıkı kalite kontrolüne olan ihtiyacın altını çiziyor.
Sonuçta açık olan bir şey var: Lityum iyon piller alev alabilir. Bu çok sık gerçekleşmez ve riski etkili bir şekilde azaltmak için çok sayıda güvenlik kontrolü mevcuttur. Ancak bazı pil üreticileri alev almayacak alternatifler geliştirmek istiyor.
Bir seyreltme
Lityum iyon kimyası, büyük miktarda enerjiyi küçük, hafif bir cihaza sığdırmak ve yüksek performans sunmak üzere onlarca yıldır optimize edilmiştir. Bu optimizasyonun bir kısmı sıvı elektrolitler aracılığıyla sağlandı: standart lityum bazlı piller, şarjı taşımak için tuzlarla karıştırılmış organik çözücüler kullanıyor.
Teorik olarak piller suyu solvent olarak da kullanabilirler ancak genellikle kullanmazlar. Bunun iyi bir nedeni var: Lityum iyon pillerde yaygın olarak kullanılan ve yüksek performans için gerekli olan yüksek voltaj, suyu hidrojen ve oksijene ayırabilir.
Ancak elektrik şebekesi için büyük depolama tesisleri söz konusu olduğunda farklı bir dengenin kurulması gerekiyor. Araştırmacılar ve şirketler, büyük miktarda enerjiyi küçük bir pilde depolamaya odaklanmak yerine öncelikle pillerin maliyetini düşürmeye çalışıyor.
Bu nedenle, şebeke depolaması için tasarlanan piller bazı ödünleşimler sunabilir. Bunları hızlı bir şekilde yükleyip boşaltmanız gerekmeyebilir ve bunları mümkün olduğunca küçük ve hafif yapmak daha az önemlidir.
Ticarileştirme yakında
Bu, demir ve çinko gibi daha ağır malzemelerin kullanılması olasılığının önünü açıyor. Daha düşük güç ve voltajlarda ise şirketler elektrolit olarak tuzlu su kullanabilirler. Bu, maliyetlerden tasarruf etmenize, pil üretimini basitleştirmenize ve ayrıca güvenliği artırmanıza yardımcı olabilir. Açıkça deneseniz bile su bazlı pilleri ateşe vermek muhtemelen zor olacaktır.
Bazı şirketler batarya alternatiflerinde suyun faydalarından yararlanıyor ve ticarileştirme yolunda ilk ilerlemeyi kaydediyor. Ucuz, uzun ömürlü demir bazlı piller, yenilenebilir enerji kaynaklarının dengelenmesine ve temiz elektrik kullanımının genişletilmesine yardımcı olabilir.
Form Enerji, elektrik şebekesi için alternatif pillerin geliştirilmesinde lider şirketlerden biridir. Şirketin pilleri bazen “pas önleyici piller” olarak da adlandırılıyor çünkü bunlar demir ve su kullanıyor ve metallerin neme maruz kaldığında paslanması sırasında meydana gelen reaksiyonlara benzer reaksiyonlar veriyor.
Şirketin web sitesi pil güvenliğini öne çıkararak sistemlerin “termal kaçak riski taşımadığını” söylüyor. Şirket bu yılın başlarında Batı Virginia’da bir fabrika açtı.
(vsz)