Batarya şarj süresinin azaltılması aynı zamanda batarya paketinin boyutunu ve dolayısıyla elektrikli araçların maliyetlerini azaltmaya yardımcı olabilir ve böylece benimsenme üzerinde ciddi bir etki oluşturabilir. Bu bağlamda Cornell araştırmacıları beş dakika gibi kısa bir sürede şarj olabilen yeni bir lityum pil geliştirdi. Bu, elektrikli araçların şarj süresiyle ilgili endişelerin giderilmesine ve benimsenmelerinin artmasına yardımcı olabilir. Ulaşımdan kaynaklanan emisyonları azaltmak isteyen dünya ülkeleri, çeşitli ulaşım türlerini elektrikli hale getirmeye çalışıyor. Otomobil, otobüs ve kamyon gibi karayolu taşımacılığı bu dönüşüme öncülük ediyor ve önümüzdeki on yıl içinde fosil yakıtla çalışan otomobillerin satışının yasaklanması hedefleniyor.
Daha az menzil, çok daha yüksek hızlı şarj ve daha düşük maliyet
Öte yandan hızlı teknolojik gelişmelerle birlikte en hızlı ticari şarj cihazı bir elektrikli aracı en az 30 dakika içinde şarj edebiliyor. Bu, tipik bir ev tipi şarj cihazının 8 saatlik şarj döngüsüne kıyasla büyük bir gelişme olsa da, elektrikli araçların geniş ölçekte benimsenmesi için hala iyileştirilmesi gerekiyor. Cornell Mühendislik profesörü ve dekanı Lynden Archer basın açıklamasında, eğer araç bataryasını 5 dakikada şarj edebilirsek tek şarjda 480 km menzile gerek olmayacağını söylüyor. Tek ancak hızlı bir şarj ile daha az menzil, aracın üretim maliyetini de düşürebilir. Archer’ın ekibi daha önce de lityum-iyon pillerin şarj sorunu üzerinde çalışmıştı. Ancak ekibin yaklaşımı, iyonların elektrolitlerdeki hareketine ve metal anotlarda kristalleşmesine odaklanmıştı. Ekip, bu süreçlerdeki uzmanlığını uzun süreli depolama sunan daha güvenli anotlar yapmak için kullandı.
Daha hızlı şarj olan bir batarya tasarlamak için ekip, elektrokimyasal reaksiyonların kinetiğine odaklanarak yeni bir yaklaşım benimsedi. Ekip reaksiyon hızını ve malzemenin bir reaksiyon bölgesine taşınma hızını ölçen Damköhler sayısı adı verilen bir kavramı dikkate alarak indiyum adlı yumuşak bir metalin bataryalarda kullanılabileceğini buldu.
İndiyum, ticari olarak güneş panelleri ve dokunmatik ekranlar için bir kaplama malzemesi olan indiyum kalay oksit yapmak için düşük sıcaklıkta lehim olarak kullanılıyor. İndiyum katkılı olarak geliştirilen bataryada ise araştırmacılar hem yüksek hızlı şarj hem de uzun süreli depolama sonucuna ulaştı. Araştırmacılar ayrıca bataryanın binlerce şarj ve deşarj döngüsünde yüksek verimlilik sağladığını da belirtiyor. Yine de aşılması gereken bir engel var. İndiyum çok ağır olduğundan batarya paketleri yapmak için uygun olmayabilir. Ekip şimdi indiyum ile aynı rolü üstlenebilecek diğer hafif malzemeleri keşfetmeye çalışıyor.