Harvard Üniversitesi’nden bilim adamları ve mühendisler özel bir sistemde depolanan yeni bir pil türü tanıttılar. Bu pilde elektrik özel bir şebekede depolanarak, güneş ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklardan daha fazla verim alınmasını sağlayacak.
Yeni batarya teknolojisi Nature bilim dergisinde yayınlandı. OPEN 2012 programı altında Harvard ekibi, Amerikan Enerji Bakanlığı programı(ARPA-E) fonuyla yeni grid bir batarya geliştirdi. Pil teknolojisinde çığır açacak bu batarya önümüzde birkaç yıl içinde piyasaya sürülecek. Araştırma raporuna göre, metal içermeyen bu akım pili ucuz küçük bir organik molekül olan kinon molekülünü kullanıyor. Buna benzer moleküller bitkiler ve hayvanlarda enerjiyi depolamak için kullanılıyor.
Normalde güneş ve rüzgar enerjisi iklime bağlı olduğundan her yerde kullanılabilen yenilenebilir teknolojiler değil. Bu teknolojiler sürekli ve kesintisiz elektrik üretimi yapamadıkları için mevcut elektrik şebeke sistemine entegreleri kolay değil. Yeni batarya teknolojisi ile uygun maliyetli ve yüksek miktarlarda enerji depolayarak bu problemi çözmek mümkün olabilir.
Çalışmaya Kimya ve Biyokimya Profesörü Alán Aspuru-Guzik’in grubunda yer alan Dr. Suleyman Er ve ekibi 10,000’den fazla kinon molekülünü bilgisayar ortamında analiz ederek destek verdi.
Moleküller üzerinde yapılan ileri kuantum hesaplamalar sonucu elde edilen veriler, moleküllerin voltaj, sağlamlık ve suda çözülebilme vb. özelliklerinin hesaplanmasında kullanıldı.
Kuantum hesaplamalar sonucu uygun görülen kinon bazlı moleküller Harvard Üniversitesi profesörlerinden Prof. Roy Gordon ve ekibince sentezlendi ve yine Harvard Universitesi’ndeki Prof. Michael J. Aziz ve ekibince laboratuvarda akım pillerine entegre edilip test edildi. Dr. Süleyman Er ise araştırmanın yardımcı yazarlarından. Yıllardır yurt dışında çok önemli araştırmalarda Türklerin yer alması gerçekten gurur verici.
Akım pillerinde enerji kimyasal sıvılar yardımıyla harici tanklarda depolanıyor. Arabalardaki akü benzeri katı elektrot pillerinin aksine akim pilleri enerjiyi kimyasal sıvılarda depolayarak harici tanklarda saklıyor. Normalde pilin kendisi tank olarak kullanılırken, bu pilde sıvılar kimyasal depolama tanklarında depolanıyor. Akım pillerinde enerji miktarı, tanklarda bulunan sıvı miktarıyla doğru orantılı olduğu için, yeni tasarım düşük maliyetle büyük miktarda enerjinin depolanmasına izin veriyor.
Prof. Michael Aziz ve ekibince yapılan hesaplamalara göre güneş ve rüzgar enerjisinden daha verimli yararlanmak icin 1 ila 2 günlük enerji depolayabilecek bataryalar gerekiyor. Akım pillerinde depolanan enerji kullanılan sıvı miktarı ile ayarlanabildiği için araştırmacılar son zamanlarda akım pillerine odaklandi. Bugüne kadar bu piller için pahalı kimyasallar gerekirken, bu yeni kinonlu pil sayesinde maliyet düşecek.
Normalde çoğu pilde lityum, vanadyum ve nikel kullanılıyor. Bu pahali metaller de toplam pil maliyetini oldukça arttıriyor.
Harvard’ta geliştirilen kinonlu piller ile enerji depolamak çok daha ucuza geliyor.
Ekip kuantum kimyası ve deneysel yaklaşım sayesinde istenilen kinon molekülünü kısa bir sürede buldu.
Tabi gercek olcekteki rüzgar türbini için ticari açıdan daha büyük kinon depolama tanklari gerekecek. Bu teknoloji ile ileride güneş tarlaları ve rüzgar türbinleri için büyük depolama tankları düşünülebilir. Ya da bu tanklar daha küçük boyutlarda binaların bodrumuna yerleştirilebilir.
Böylece evinizde gündüz depolanan güneş enerjisi, sizi sabah gün doğuncaya kadar idare edebilir.
Ucuz ve güvenli olan bu akım pilleri yenilebilir enerji kaynaklarının daha verimli kullanılması için çözüm olabilir.
Araştırma Referansı :
- Brian Huskinson, Michael P. Marshak, Changwon Suh, Süleyman Er, Michael R. Gerhardt, Cooper J. Galvin, Xudong Chen, Alán Aspuru-Guzik, Roy G. Gordon, Michael J. Aziz. A metal-free organic–inorganic aqueous flow battery.Nature, 2014; 505 (7482): 195 DOI: 10.1038/nature12909
