REKLAM
Araştırma ekibi, tahribatsız pil testi yöntemini sundu
Uluslararası bir araştırma ekibi, pillerin durumunu tahribatsız olarak incelemek için yeni bir yöntem geliştirdi. Çalışmaya, Mainz Helmholtz Enstitüsü aracılığıyla Darmstadt'taki GSI Helmholtz Ağır İyon Araştırma Merkezi de ortak olarak katıldı. Sonuçlar Chemical Science dergisinde yayınlandı.
Araştırmaya Helmholtz Enstitüsü Mainz'in yanı sıra Johannes Gutenberg Üniversitesi Mainz, Berlin'deki Physikalisch-Technische Bundesanstalt ve New York Üniversitesi de katıldı.
Akü sorunları genellikle elektrolitten kaynaklanır
Şarj edilebilir piller (akümülatörler olarak da bilinir) günümüzde akıllı telefonlar, dizüstü bilgisayarlar, elektrikli araçlar ve yenilenebilir enerji depolama gibi birçok alanda vazgeçilmezdir. Bununla birlikte, pil arızasının yaygın nedenleri arasında pilin içindeki sıvı olan elektrolitin değişmesi veya kaybı yer alır.
Elektrolit, elektrotlar arasında yüklü parçacıkların taşınmasını sağlar. Birçok şarj döngüsü sırasında kimyasal bileşimi değişebilir veya sızabilir. Olumsuz durumlarda bu, aşırı ısınmaya hatta patlamalara yol açabilir.
Nükleer manyetik rezonans yoluyla yeni tanı
Şimdiye kadar, pil kasasını açmadan elektrolitin durumunu kontrol etmenin güvenilir yöntemleri yoktu. Yeni araştırma tam da bu noktada devreye giriyor.
Bilim insanları, ZULF-NMR (Sıfırdan Ultra Düşük Alanlı Nükleer Manyetik Rezonans) adı verilen özel bir nükleer manyetik rezonans türü kullanıyorlar. Bu teknik, güçlü bir dış manyetik alan olmadan manyetik rezonansı ölçer. Hatta pillerin metal kasaları bile bu tekniğe geçirgendir, bu da içlerinde ölçüm yapılmasını mümkün kılar.
Araştırma ekibi bu yöntem sayesinde, ticari pil elektrolitlerindeki hem çözücüleri hem de lityum tuzlarını doğrudan pil gövdesi üzerinden tespit etmeyi ve nicelendirmeyi ilk kez başardı.
Pil geliştirme perspektifleri
Yeni teknoloji, gelecekte pillerin çalışma sırasında izlenmesinde kullanılabilir. Operando ölçümleri olarak adlandırılan bu yöntem, hasarı erken tespit etmeye ve pillerin ömrünü uzatmaya yardımcı olacaktır.
Dahası, bu yöntem elektrokimyasal süreçlere ilişkin önemli bilgiler sağlayabilir ve yeni pil teknolojilerinin geliştirilmesini destekleyebilir.
Araştırma ekibi, ölçüm yöntemlerini daha hızlı, daha hassas ve daha uygun maliyetli hale getirmek için daha fazla deney planlıyor. Amaç, gelecekte tahribatsız pil teşhisini araştırma ve endüstride tamamlayıcı bir araç olarak yerleştirmektir.
(DARMSTADT – RED/PM/GSI)
Öne çıkan görsel: ZULF-NMR ölçüm yöntemi. Optik olarak pompalanan manyetometreler (OPM'ler, üstte) ve süper iletken kuantum girişim cihazları (SQUID'ler, altta) gibi kuantum sensörleri kullanılarak bir kese pilin (ortada) ZULF-NMR ölçümünün grafiksel gösterimi. Bu sensörler, pil elektrolitindeki moleküllerin nükleer spinleri tarafından üretilen küçük manyetik alanları algılayabilir ve ölçebilir.
