İlerleyen yıllarda yolların bitki örtüsünün elektrikli araçlar olacağını söylemek yanlış olmaz. Daha sürdürülebilir bir gelecek için hayatımızda yer almaya başlayan bu otomobiller, şimdiden dünya çapında yaygınlaşmaya başladı. Ancak müşteriler, elektrikli araç satın alırken bazı soru işaretlerine de sahip olabiliyorlar. Batarya ömürleri ve şarj hızı bunlardan en öne çıkanlar.
Science üzerinden yakın zamanda yayımlanan bir araştırma, bu sorunu çözebilecek bir keşfin yapıldığını ortaya koyuyor. 2D ve 3D malzemeler kullanılarak geliştirilen yeni kapasitör, elektrikli araç ve diğer cihazların pillerinde devrim yaratma potansiyeline sahip. Kapasitörlerin cihazlarda enerji depolama ve güç açısından kritik öneme sahip olduğunu söyleyelim.Üstelik araştırmacılar, kasıtsız olarak yaptıkları bir keşifle bunları geliştirmeyi başarmışlar.
Enerjiyi çok daha uzun süre depolamasını sağlayabiliyor
Bilim insanlarının yeni keşfettikleri “heteroyapılar” olarak adlandırdığı malzemeler kullanılarak geliştirilen sistem, cihazların kapasitörlerinin daha uzun enerji depolamasına olanak tanıyabiliyor. Sistemin otomobillerden akıllı telefonlara kadar birçok farklı alanda pil ömrünün uzatılması için temel oluşturabilir.
Bataryalar, uzun süreliğine enerji depolayabiliyorlar. Ancak şarj ve deşarj olmaları da aynı zamanda uzun sürüyor. Burada kapasitörler devreye giriyor. Elektriği gerektiğinde güce hızlı erişim için hızla şarj edilebilen ve boşaltılabilen bir alana depoluyorlar. Akıllı telefonlardan örnek verecek olursak kamera flaşı gibi kısa süreli bir güce ihtiyaç duyulduğunda enerji kapasitörlerden alınıyor. Akıllı telefonların çoğunluğunda yüzlerce kapasitör var.
19 kat daha fazla enerji yoğunluğu
Araştırmacıların kullandığı yeni yapı, iletkenlik ve iletkensizlik arasında fiziksel ve kimyasal bir denge kurarak enerjinin daha etkili bir şekilde muhafaza edilmesini sağlıyor. Günümüzdeki cihazlardaki kapasitörlerde kullanılan ferroelektrik malzemeler, özelliklerinden dolayı önemli miktarda enerji kaybına neden olabiliyorlar. Bu da yüksek enerji depolamayı zorlaştırıyor. İşte çalışma da ferroelektrik kapasitörlerde yeni malzemeler kullanarak bunun aşılabileceğini ortaya koyuyor. Araştırmacıların yöntemleri, 2D ve 3D malzemeleri çok ince katmanlar hâlinde bir araya getirmesini içeriyor.
Yeni kapasitörlerin, santimetreküp başına 191,7 jul enerji yoğunluğuna ulaşmayı başararak şu ankilerden 19 kat daha fazla yoğunluğa sahip olduğu görüldü. Verimliliği ise %90 olarak gözlemlendi. Bu da hem daha hızlı şarj hem de daha uzun pil ömrü sağlayabilecekleri anlamına geliyor.
Geliştirilen sistemin geniş çapta kullanımı hakkında konuşmak için henüz çok erken. Ancak ilerleyen yıllarda günlük hayatımızda kullandığımız tüm cihazların pil ömrünü artırma potansiyeli var. Neler olacağını zamanla göreceğiz.