Sulu Elektrolit İçeren Taşınmaz Na-İyon/Polysulfit Bataryaların Geliştirilmesi

Abstract

Enerji depolama sistemlerinde lityum iyon batarya kullanımı ile ilgili çalışmalar oldukça yaygındır. Fakat lityum iyon bataryaların bu avantajlarına karşılık, doğadaki lityum kaynaklarının sınırlı olmasından dolayı batarya maliyetleri her geçen gün artmaktadır. Ayrıca, Li-iyon bataryalar organik çözücü içeren elektrolitler kullanırlar ve bunlar da zaman içinde pillerde güvenlik sorununa sebep olabilirler. Buna karşılık sodyum iyon bataryalar hem sodyumun doğada çok bulunması, hem de enerji yoğunluğunun lityuma yakın olmasından dolayı yeni nesil enerji depolama ünitesi olarak lityum iyon bataryaya alternatif olarak çalışılmaya başlanmıştır. Sulu elektrolit sistemler de, organik çözücülerle karşılaştırıldığında çok daha güvenli sistemlerdir. Proje kapsamında çevreye duyarlı, daha güvenli ve ucuz olan sulu elektrolit batarya sistemlerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Katot malzemesi olarak yüksek kapasite ve enerji yoğunluğuna sahip olan elektrotlar kullanılmıştır. Anot malzemesi olarak ise ucuz fiyatı ve yüksek kapasitesi nedeniyle sülfit bileşikleri seçilmiştir. Sulu elektrolit ortamında yapılan tam hücreler, en iyi katot elektrot performansını veren NaFePO4 ile Na2S5 anot elektrotun birbirlerinden Nafyon polimer membran ile ayrılmasıyla elde edilmiştir. 220 çevrimin sonunda 0.6 V tam hücre potansiyeli ile 50 mAh/g kapasite değerleri elde edilmiştir.