Gıda ham maddesi pil ömrünü uzatacak

ABD'deki Pacific Northwest Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar pil kapasitesini ve ömrünü artırmak için β-siklodekstrin adı verilen bir şekeri kullanarak söz konusu teknolojide bir çığır açtı. Elektrik şebekesinde enerji depolanması için tasarlanan akış bataryası, bir yıldan fazla sürede sürekli şarj ve deşarj edilmesine rağmen enerji depolama ve serbest bırakma özelliğini korudu. Temel olarak bir tür şeker olan bu gıda bileşeni, pilde enerji depolayan ve serbest bırakan elektrokimyasal reaksiyonu hızlandıran bir katalizör görevi gördü. Yapılan çalışma, 1 yıldan uzun sürekli kullanıma rağmen minimum kapasite kaybı yaşanan laboratuvar ölçekli ilk akış pili deneyidir.

Akış pili teknolojisi

Akış pilleri farklı sıvılarla dolu iki hazneden oluşur, elektrokimyasal reaksiyonlar yoluyla şarj olur ve enerjiyi depolar. Bu piller sistemde sürekli döngü halinde olan sıvı elektrolitlerin depolandığı harici tankları ile katı hal pillerinden farklılaşır. Akış pilleri, büyük ölçekli enerji depolaması amacıyla ölçeklendirilebilir, bu da onları şebeke yedeklemesi ve yenilenebilir enerji depolaması açısından değerli kılar. Bununla birlikte, mevcut akış pilleri, vanadyum gibi maliyetli ve elde edilmesi zor minerallerin kullanımını gerektiriyor.

β-Siklodekstrinin Rolü

Araştırmacılar, β-siklodekstrinin su bazlı bir elektrolit olan florenol'ü çözerek akış pilinin performansını artırdığını keşfettiler. Ek olarak bu gıda bileşeninin bir katalizör görevi gördüğü, pozitif yüklü parçacıkları (protonları) tutarak deşarj sırasında negatif yüklü parçacıkların (elektronların) hareketini kolaylaştırıyor. Sistemdeki kimyasalların oranını optimize eden araştırmacılar, elde edilen en yüksek güçte %60'lık bir artış yakaladı. β-siklodekstrin maddesi, akış pili teknolojisinde daha düşük maliyetli ve kolay elde edilebilir malzemelere olan ihtiyaca karşılık verdi.

Araştırma ekibi, β-siklodekstrine benzer bileşiklerle deneyler yaparak sistemi daha da iyileştirmeyi planlıyor. Kullanılan şeker elektrolit sıvısını koyulaştırarak akışı etkilese de, elde edilen faydalar bu dezavantaja ağır basıyor. Bu buluş, pil tasarımını ticari uygulamalar için ölçeklendirme yönünde fırsatlar sunuyor. Araştırmanın tamamına bu bağlantıdan ulaşılabiliyor.