Tesla Araştırmacısı 100 Yıllık, 4 Milyon Millik Pili Gösterdi

EV'lerle ilgili en büyük endişelerden biri, pillerin birkaç yıl sonra büyük masraflarla değiştirilmesi gerekmesidir. Sonuçta, akıllı telefonunuzun pili üç yıl gibi kısa bir süre içinde daha iyi günler görmüş olabilir. Ancak bir Tesla araştırmacısı, potansiyel olarak çoğu insandan daha uzun ömürlü olabilecek pilleri gösterdikten sonra, bu fikri bir kez ve herkes için temasa geçirmeye hazırlanıyor.

Tesla meraklıları muhtemelen Jeff Dahn'ı zaten duymuşlardır. Dalhousie Üniversitesi'nde profesördür ve 2016'dan beri Tesla ile araştırma ortağıdır. Odak noktası, lityum iyon pillerin enerji yoğunluğunu ve ömrünü artırmak ve aynı zamanda maliyetlerini düşürmek olmuştur. Dahn, araştırma ekibindeki meslektaşlarıyla birlikte ana yükü vurmuş gibi görünüyor. İçinde Journal of the Electrochemical Society'de yayınlanan bir makale, grup, doğru koşullar altında 100 yıl dayanabilecek bir pil tasarımı yarattığını iddia ediyor.

Dahn'ın makalesi, Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 kimyasına (“NMC 532”) dayalı hücreleri LiFePO4 ile karşılaştırır. İkincisi, Tesla'nın şu anda Avrupa'ya ithal edilen Çin yapımı standart Model 3 otomobillerinde kullandığı “Lityum Demir Fosfat” (diğer adıyla LFP) kimyasıdır. LFP kimyası, daha yaygın Lityum-İyon alternatiflerinden daha düşük enerji yoğunluğuna sahiptir, ancak daha ucuz, daha dayanıklı ve iddiaya göre daha güvenlidir. LFP, 12,000 şarj-deşarj döngüsüne kadar dayanabilir, bu nedenle bu konuda onu yenmek hiç de fena bir başarı değil. Dahn'ın NMC 532 hücreleri, yaklaşık 2,000 döngüden sonra hiçbir kapasite kaybı göstermedi. Makale, bunu 100 yıllık bir kullanım ömrü anlamına gelecek şekilde tahmin ediyor (belli ki pili o kadar uzun süredir test etmiyorlar).

Dahn ayrıca Mart ayında Orlando, Florida'daki uluslararası pil seminerinde bir açılış konuşması sundu. “4 milyon mil pil” hakkında konuştu. Bu, bu ay yayınlanmadan önce gazetedeki bazı bulguları içeriyordu. Dahn vardı daha önce "milyon mil pil" sözü verdi, ve Ekim 2017'den bu yana ayarlanmış kimyasına dayalı olarak hücreleri test ediyor. Görünüşe göre, hücreler güçleniyor ve oda sıcaklığında 4.5 yıllık sürekli döngüden sonra, yalnızca %5 bozulma gördüler. Bu, değiştirilmesi gerekmeden önce bir EV'yi 4 milyon mil boyunca çalıştırabilecekleri anlamına gelir.

Uzun ömürlülüğün nedenlerinden biri, polikristalden şarj-deşarj döngüsü sırasında çok hızlı bozulmayan tek kristalli katotlara geçiştir. NMC 532 kimyası Dahn, şu anda LG Chem tarafından kullanılan ve her bir manganez ve kobalt parçası için katotlarında sekiz kısım nikel bulunan NMC 811 kimyası ile kontrastlar kullanıyor. Geçen yıl Tesla Model Y, NMC 811'den LG Chem'in NCMA kimya hücrelerine, yani “yüksek nikel”e geçti. Bunlar, LFP veya NMC 811'e kıyasla pahalıdır, ancak en uzun menzil için en yüksek yoğunluğu sunar. NCMA kimyası, katotları için nikel, kobalt, manganez ve alüminyum kullanır, ancak çoğunluğu nikeldir (%89).

Dahn'ın test etmekte olduğu NMC 532 kimyası, pil teknolojisinde yeni bir atılım vaat ediyor. Ancak, arabaların 100 yıl sürmesi gerekmiyor ve 4 milyon mil gitmeleri de gerekmiyor. Hesaba katıldığında ABD'de ortalama araç yaşı 12'dir. Yılda 14,000 mil yaparak, bir Amerikan arabasının ortalama ömür boyu kat ettiği mesafe 168,000 mildir ve Avrupa'da çok daha azdır. Yani gerçekte 4 milyon mil dayanıklılığa sahip piller, araçtan şebekeye gibi uygulamalara olanak sağlayacak ve bu da şarj-deşarj döngüsünün hızını artıracaktır. Ancak, evlerde statik enerji depolaması ve kesintili bir yenilenebilir kaynaktan şebeke tamponlama kapasitesi için daha faydalı olmaları daha olasıdır.

Hidrojen meraklıları, genellikle, Yakıt Hücreli Elektrikli Araçlar ve hidrojen depolama sistemleri ana akıma girene kadar pillerin yalnızca bir geçici çözüm olduğunu tartışırlar. Ancak pil teknolojisinde meydana gelen tüm gelişmelerle birlikte, hidrojen taşıma hacmine ulaştığında muhtemelen çok az, çok geç olacaktır. Dahn'ın üzerinde çalıştığı teknolojiler, Theion gibi lityum sülfür gelişmeleri ve StoreDot'unki gibi ultra hızlı şarj teknolojisi, sadece birkaç yıl içinde pillerin kendilerine karşı ortaya çıkan tüm sorunları çözdüğü anlamına gelecektir.