ABD’nin Chicago eyaletinde bulunan Northwestern University mühendisleri, 15 dakikada şarj olan ve 1 hafta boyunca şarjı tükenmeyen bir cep telefonu pili geliştirdiler.
Li-Ion tabanlı piller için geliştirilen elektrodlar, pil şarjını günümüz teknolojisine oranla 10 kat daha uzun süre tutabiliyor ve 15 dakika içinde şarj edebiliyorlar. 150 şarj sonrasında bile (yaklaşık 1 yıllık kullanım) bu piller standart pillerden 5 kat daha verimli çalışabiliyor.
Bu teknoloji sadece cep telefonu pilleri için daha uzun ömür değil, elektrikli otomobiller gibi cihazlar için de hem daha ufak, hem de daha kısa sürede şarj olan piller anlamına geliyor. Projeyi yöneten Harold H. Kung, yeni pil teknolojisinin 5 yıl içinde piyasada olacağını bildiriyor.
Li-Ion piller, lityum iyonlarının pilin iki ucunda bulunan katot ve anotlar arasında oluşan kimyasal reaksiyonla şarj oluyorlar. Pildeki enerji tüketildikçe lityum iyonları elektrolitten geçerek anottan kotota ilerliyorlar. Pil şarj olduğunda ise bu işlem ters yönde gerçekleşiyor. Günümüz teknolojisinde Li-Ion pillerin performansı sınırlı. Pilin şarjını koruması, sığdırılan iyonların sayısına bağlı. Şarj hızı da iyonların elektrolit içinde seyahat etme hızı ile orantılı. Ancak bu pillerde karbon tabanlı grafen katmanlardan oluşan anot, her 6 karbon atomu için tek bir lityum iyonu ihtiva edebiliyor. Daha fazla lityum iyonu için silikon içindeki karbonun azaltılması gerekiyor, ancak bu durumda silikonun şarj esnasında yüksek genleşme ve daralma yapması, şarj kapasitesini düşürüyor.
Kung ve ekibi, şarj kapasitesini maksimum seviyede tutabilmek için silikonu grafen katmanlar arasında sıkıştırarak sabitlemeyi başarmışlar. Böylece elektrottaki lityum atomlarının sayısı artarken grafen katmanların esnekliği sayesinde silikondaki genleşme ve daralma da sorun olmaktan çıkmış.
Ekip ayrıca grafen katmanlarda çok küçük delikler delerek lityum iyonlarının anota daha kısa sürede ulaşması için bir nevi “kısayol” oluşturmuşlar. Bu sayede pilin şarj edilmesi de 10 kat hızlanıyor.
