Türk bilim insanları pil ömrünü uzatabilecek hibrit polimer geliştirdi

YTÜ Metalurji Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Ali Can Zaman ve ekibi tarafından, uzun ömürlü ve hızlı şarj olabilen yeni nesil pil teknolojilerinin geliştirilmesine yönelik çalışma başlatıldı.

Bu kapsamda bilim insanları, aseton ile elementel kükürdü özgün bir polimerizasyon yöntemiyle reaksiyona soktu.

Çalışmada, kükürt gibi enerji depolayabilen, aynı zamanda hidrofobik özellik gösteren polimer geliştirildi.

Geliştirilen polimerle, uzun ömürlü ve hızlı şarj olabilen yeni nesil pil teknolojilerinin geliştirilmesine katkı sağlanacak.

Elektroaktif polimer, Türk Patent ve Marka Kurumu Enstitüsü tarafından da tescillendi.

"Aslında hibrit özellikler gösteren bir polimer elde ettik"

Doç. Dr. Ali Can Zaman, nihai amaçlarının pillerin ömrünü uzatmak ve daha hızlı şarj olabilmesini mümkün kılacak bir teknolojiyi ortaya koymak olduğunu söyledi.

Araştırmalarını lityum-kükürt pilleri üzerine yoğunlaştırdıklarını belirten Zaman, bu pillerde katot malzemesi olarak kullanılan elementel kükürdün çok ucuz, bol bulunan ve petrokimya endüstrisinin önemli yan ürünlerinden biri olduğunu ifade etti.

Zaman, kükürdün hidrofobik yapısı nedeniyle doğrudan pil malzemesi olarak kullanılmasının uzun ömürlü bataryalar geliştirilmesini zorlaştırdığını kaydetti.

Bu dezavantajı ortadan kaldırmak amacıyla yeni bir polimerizasyon tekniği geliştirdiklerini dile getiren Zaman, şunları söyledi:

"Bu yöntemle, normal şartlarda reaksiyona girmesi beklenmeyen organik bileşiklerle elementel kükürdü reaksiyona sokarak polimerik malzemeler elde ettik. Fark ettik ki kükürdün olumsuz bazı özelliklerini baskılayabiliyoruz. Yeni elde ettiğimiz malzeme, kükürdün bazı özelliklerini barındırırken aynı zamanda organik bileşiklerden gelen özellikleri de kendi içinde taşıyor. Aslında hibrit özellikler gösteren bir polimer elde ettik. Aseton yaygın olarak bilinen basit bir organik bileşik.

Geliştirdiğimiz yöntem sayesinde asetonu elementel kükürtle reaksiyona sokarak yeni bir polimer malzeme elde ettik. Elde edilen malzemeler elektroaktif özellik gösteriyor ve bu sayede enerji depolayabiliyor. Sonuçlar, yeterli optimizasyon çalışmalarının ardından daha uzun ömürlü, daha hızlı şarj ve deşarj olabilen pillerin geliştirilmesinin önünü açabilecek."

Zaman, benzer çalışmalar daha önce yapılmış olsa da aseton gibi basit bir molekülün bu yöntemle elementel kükürtle reaksiyona sokularak, yeni bir malzeme sınıfı elde edilmesinin literatürde özgün bir yaklaşım olduğunu kaydetti.

"Geliştirilen malzeme ilerleyen süreçte su arıtımında da kullanılabilecek"

Doç. Dr. Zaman, malzemenin yalnızca bataryalarla sınırlı olmadığını belirterek, "Bu malzemelerin türevleri aynı zamanda karbondioksit yakalama uygulamalarında da kullanılabilir. Bu uygulamaları gerçekleştirdik ve güzel performanslar elde ettik. Böylece hem enerji depolama hem de karbondioksit yakalama alanlarında kullanılabileceğini kanıtlamış olduk." dedi.

Kükürt içeren yapısı sayesinde geliştirilen malzemenin ilerleyen süreçte su arıtımında da kullanılabileceğine dikkati çeken Zaman, özellikle sudaki cıva kirliliğinin giderilmesinde sünger gibi davranarak ağır metalleri bünyesine çekebilecek potansiyele sahip olduğunu söyledi.

Zaman, malzemenin gaz ayrıştırma ve adsorpsiyon uygulamalarında da değerlendirilebileceğini belirterek, karbondioksit yakalamaya yönelik türevlerinin de başarılı sonuçlar verdiğini kaydetti.