Geleceği Değiştirecek Batarya Teknolojileri

Güvenilir, temiz ve yenilenebilir enerjiye duyulan giderek artan ihtiyaç, sürdürülebilir enerji depolama çözümleri sunan batarya teknolojilerinde gelişmiş çözüm arayışını da tetiklemektedir. Günümüzde en yaygın kullanılan batarya teknolojisi lityum-iyon olsa da sektör oyuncularının gelişmiş teknolojiler üzerindeki çalışmaları bunun gelecekte böyle olmayacağının işaretlerini veriyor.

Bu paylaşımımızda Volta Vakfının 2023 Batarya raporundan da faydalanarak gelişme gösteren bazı önemli batarya teknolojilerini inceleyeceğiz.

Katı-Hal Bataryalar

Sundukları gelişmiş güvenlik ve enerji yoğunluğu avantajları sebebi ile Katı-Hal bataryalar, özellikle otomotiv üreticileri tarafından son yıllarda yoğun şekilde araştırma ve geliştirme yatırımı yapılan batarya türlerindendir. Geleneksel bataryaların aksine Katı-Hal bataryalarda iyonları hareket ettiren elektrolit sıvı yerine katı haldedir.

Avantajları

Yanmaz yapısı ve sızıntı yapmayan elektrolit sayesinde daha gelişmiş güvenlik
Yüksek enerji yoğunluğu
Daha uzun ömür ve iyileştirilmiş batarya ömrü
Daha yüksek iyonik iletkenliği sebebi ile daha hızlı şarj kabul yeteneği

Dezavantajları

İyonların daha istikrarlı ve kolay hareketini sağlayabilecek arayüz eksikliği (katı elektrolit ile elektrotlar arasında)

Kullanım Alanları

Tıbbi implantlar, elektrikli araçlar, otomotiv endüstrisi

Sektördeki Teknoloji Öncüleri

CATL, Toyota

Lityum-Sülfür Batarya

Lityum sülfür, uygun maliyeti, hafifliği ve sülfür kaynağının bolluğu sebebi ile son zamanlarda öne çıkan batarya teknolojilerinden biridir. Lityum-sülfür bataryalar anot olarak Lityum, katot olarak ise sülfür kullanır. Sülfürün bol ve dolayısıyla ucuz olması üretim maliyetlerinin düşmesi demektir.

Lityum-Sülfür Batarya

Avantajları

Geleneksel lityum-iyon bataryalara göre 5 kat daha fazla enerji yoğunluğu
Toksik olmaması sebebi ile daha çevre dostu
Uygun maliyetli

Dezavantajları

Kısa ömürlü olmaları
Şarj ve deşarj döngüsü sırasında hacim olarak genişlemelerinden dolayı mekanik arıza riskinin yüksek olması
Şarj durumunun (SOC) tanımlanmasının zor olması

Kullanım Alanları

Havacılık ve Uzay endüstrisi, elektrikli araçlar, büyük ölçekli enerji depolama sistemleri, medikal cihazlar

Sektördeki Teknoloji Öncüleri

Lyten, Gelion

Sodyum-İyon Batarya

Sodyum-İyon bataryalar yükü taşımak için sodyum iyonları kullanırlar. Geleneksel lityum-iyon pilleri ile aynı çalışma prensibine sahip olan sodyum-iyon bataryalar, sodyum elementinin periyodik tabloda lityum ile aynı kategoride yer alması sebebi ile benzer kimyasal özelliklere sahiptir.

Avantajları

Sodyum hammaddelerinin bol bulunması sebebi ile uygun maliyet
Düşük sıcaklıklar karşısında daha iyi performans
Çevre dostu

Dezavantajları

Kısa ömürlü olmaları
Düşük enerji yoğunluğu

Kullanım Alanları

Enerji depolama sistemleri, otomotiv endüstrisi

Sektördeki Teknoloji Öncüleri

BYD, CATL, Renault, Farasis, Peak Energy, Northvolt, JAC

Silikon Anot Batarya

Geleneksel Lityum-İyon bataryalara Silikon Anot uygulanması ile ortaya çıkan Silikon Anot bataryalar, daha uzun ömürlü olmasının yanında daha yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir. Şarj esnasında silikon aktif malzemesi çok daha fazla lityum iyonu absorbe eder.

Avantajları

Yüksek enerji yoğunluğu
Uzun ömür
Grafit’e (karbon elementinin kristal formu) daha az bağımlılık

Dezavantajları

Şarj sırasında hacim olarak genişlemelerinden dolayı mekanik arıza riskinin yüksek olması
Yüksek miktarlarda üretimin zor olması

Kullanım Alanları

Elektrikli araçlar, portatif elektronik cihazlar, enerji depolama sistemleri

Sektördeki Teknoloji Öncüleri

Sila, Panasonic, Polestar

Grafen Batarya

Grafitin (karbon elementinin kristal formu) en ince formu olan Grafen’in kullanıldığı bataryalar hızla popüler hale gelmektedir. Bal peteği benzeri bir tasarımı ile tek bir karbon atomu katmanına sahip olan Grafen güçlü ve çok iyi bir iletkendir. Grafen bataryalar grafen elektrot içerirler.

Grafen Batarya