Araştırmacılar, Çinko-İyon Pillerin Hızlı Şarjla Daha Verimli Olduğunu Keşfetti

Hızlı şarj süreci genellikle batarya ömründen ödün verir fakat Georgia Tech’teki bir ekip, şarj hızını artırmanın çinko-iyon pillerin performansını güçlendirdiğini ortaya koyunca batarya bilimi şaşırtıcı biçimde yeniden yorumlandı.

Georgia Tech George W. Woodruff Makine Mühendisliği Okulu’nda doçent olarak görev yapan Hailong Chen liderliğindeki ekip, hızlı şarjın lityum-iyon pillerde görülen tipik bozulmaya yol açmadığını, aksine çinko-iyon pillerin performansını artırdığını buldu. Söz konusu beklenmedik sonuç, Nature Communications dergisinde yayımlandı ve evlerden hastanelere, enerji şebekelerinden büyük depolama sistemlerine kadar pek çok alan için enerji kullanımını yeniden tanımlayabilecek nitelikte.

Neden Lityum Değil de Çinko?

Çinko-iyon piller, bilim dünyasında bir süredir ilgi çekiyor. Çinko, lityuma kıyasla daha ucuz, daha güvenli ve daha bol bulunabiliyor ama tek bir büyük sorun gelişimin önünü kapatmıştı: dendritler.

Şarj sırasında ortaya çıkan bu iğne benzeri metal çıkıntılar, pilin kısa devre yapmasına yol açabiliyor. Enerji depolama sistemleri için istenmeyen bir arıza türü.

Chen’in ekibi ise beklenenin tam tersini gözlemledi. “Daha hızlı şarj kullanmanın, dendrit oluşumunu hızlandırmak yerine bastırdığını gördük.” diyen Chen, bulguların önemine dikkat çekti.

Keskin ve parçalanmış yapılar yerine çinko, kitap yığınlarını andıran pürüzsüz ve yoğun katmanlar halinde birikti. Bu temiz yapı yalnızca tehlikeli kısa devreleri engellemekle kalmadı, aynı zamanda pil ömrünü de uzattı.

Chen, “Hızlı şarjın pil ömrünü kısalttığına dair geleneksel düşüncenin aksine hareket ediyor.” diyerek, “Elde ettiğimiz sonuçlar, hızlı şarjın insanlar tarafından nasıl anlaşıldığını genişletiyor ve pil tasarımına bakış açımızı değiştirebilir.” ifadesini kullandı.

Yapılması Gereken Çalışmalar

Keşif sayesinde pilin anot tarafı — yani çinko elektrot — oldukça iyi durumda. Ancak diğer yarı olan katot, performans ve dayanıklılık bakımından hâlâ geliştirilmek zorunda.

Chen’in ekibi, katot iyileştirmeleri üzerinde çalışıyor ve aynı zamanda çinkoyu farklı elementlerle harmanlayarak bataryanın bütününü daha sağlam hale getirmeyi hedefliyor.

Çinko için Gelecek Potansiyeli

Araştırma ekibi, çinkonun farklı şarj hızlarında nasıl davrandığını gerçek zamanlı gözlemleyebilmek için özel bir araç geliştirdi. Sistem, çok sayıda örneği aynı anda inceleme fırsatı sunarak araştırmayı hızlandırdı.

Pil bilimi genellikle tek bir değişkenin incelendiği yavaş bir süreçtir. Ancak bu yöntem, süreci hızlandırarak normalde gözden kaçabilecek kalıpları görmeyi sağladı. Chen, “Biz yalnızca pilin çalışıp çalışmadığını görmedik.” diyerek, “Malzemenin şarj sırasında yapısının nasıl evrildiğini gözlemledik.” sözlerini kaydetti. Böylece hızlı şarjın dendrit oluşumunu engellemesinin nedenini açıklayan ilk laboratuvar haritası çıkarılmış oldu.

Enerji Şebekesi İçin Ne İfade Ediyor?

Chen’in ekibi, bu gelişmeyi yalnızca cep telefonlarını birkaç dakikada şarj etmek için değil, çok daha büyük hedeflerle değerlendiriyor.

“Çinko-iyon pillerin evlerde güneş enerjisi depolamak veya şebeke istikrarını sağlamak için kullanılabileceğini hayal edebilirsiniz.” diyen Chen, bu teknolojinin güvenilir ve uygun maliyetli yedek güç sistemleri için önemli olabileceğini vurguladı.

Lityum fiyatlarının dalgalanması ve tedarik zincirlerindeki baskılar, çinko gibi alternatifleri daha cazip hale getiriyor. Chen, her şey yolunda giderse çinko-iyon pillerin beş yıl içinde ticari kullanıma hazır olabileceğini belirtiyor.

Güneş Vergi Kredisi ve EnergySage

ABD’de federal %30 güneş enerjisi vergi kredisi yıl sonunda sona eriyor. Eğer güneş enerjisine geçmeyi düşünüyorsanız, harekete geçmenin tam zamanı. EnergySage, güvenilir ve uygun fiyatlı güneş paneli kurulum firmalarını bulmayı kolaylaştıran ücretsiz bir hizmet sunuyor. Yüzlerce ön onaylı firma arasından seçim yapma imkânı sağlıyor, böylece bireyler yalnız başına pazarlık yapmaya kıyasla %20-30 tasarruf edebiliyor. EnergySage’i kullanmak ücretsiz ve yalnızca bir firma seçip telefon numaranızı paylaştığınızda satış görüşmeleri başlıyor.

‍

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://electrek.co/2025/08/20/researchers-discovered-zinc-ion-batteries-thrive-on-fast-charging/