Daha güvenli ve sürdürülebilir enerji depolama teknolojileri geliştirmek isteyen bilim insanları, bu kez B12 vitamininin özelliklerinden yararlandı. İspanya’daki Cordoba Üniversitesi araştırmacıları, günlük gıdalarda bulunan B12 vitaminini kullanarak şarj edilebilir bir çinko-hava pili tasarladı.
Araştırmacıların geliştirdiği deneysel pil, 250’ye kadar şarj ve deşarj döngüsünü tamamladı. Çalışmanın, yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen fazla elektriğin depolanmasına yönelik yeni teknolojilerin geliştirilmesine katkı sağlayabileceği değerlendiriliyor.
Çinko-hava pilleri daha güvenli bir alternatif sunuyor
Çinko-hava pilleri, çinko ile çevredeki havadan aldıkları oksijen arasındaki kimyasal reaksiyonlar sayesinde elektrik üretiyor. Geleneksel pillerden farklı olarak oksijeni dış ortamdan temin eden bu sistemler, daha hafif yapıları ve yüksek enerji yoğunluklarıyla öne çıkıyor.
Halihazırda işitme cihazları gibi küçük elektronik aygıtlarda kullanılan bu pillerde çinko tercih edilmesi de önemli avantajlar sağlıyor. Bol miktarda bulunan ve geri dönüştürülebilen çinko, üretim sürecinde alternatif bir ham madde sunuyor. Ayrıca su bazlı ve yanıcı olmayan elektrolitlerin kullanılması, bu pilleri lityum iyon teknolojilerine kıyasla potansiyel olarak daha güvenli hale getiriyor.
B12 vitamini şarj edilebilirlik sorununa çözüm oldu
Çinko-hava pillerinin geliştirilmesindeki temel zorluklardan biri, hem elektrik üretimini hem de yeniden şarj sürecini destekleyebilecek bir katalizör bulmak olarak öne çıkıyor.
Araştırmacılar, kobalamin olarak da bilinen B12 vitamininin yapısında bulunan kobalt (III) bileşiğinden yararlandı. B12 vitamini, pilin deşarjı sırasında oksijenin suya indirgenmesini, şarj sırasında ise yeniden oksijen üretilmesini destekleyerek her iki yöndeki kimyasal reaksiyonlarda görev yaptı.
Araştırmacı Antonio Jesus Fernandez Romero, B12 vitamininin bu özellikleri sayesinde etkili bir katalizör olarak kullanılabileceğini belirtti.
Karbon nanotüpler vitaminin pilde kalmasını sağladı
Çalışmada karşılaşılan temel sorunlardan biri, suda kolayca çözünen B12 vitamininin pilin su bazlı elektrolitinde sabit tutulması oldu.
Araştırmacılar bu sorunu, vitamini tek duvarlı karbon nanotüplere bağlayarak çözdü. Son derece ince karbon yapılarından oluşan nanotüpler, B12 vitamininin pil içerisinde kalmasını sağlarken kimyasal reaksiyonların gerçekleşmesine de imkan tanıdı.
Cordoba Üniversitesi Enerji ve Çevre Kimya Enstitüsünde (IQUEMA) yürütülen çalışmanın yazarlarından Manuel Cano Luna, doğada bulunan moleküllerin yeni nesil pillerde kullanılabilecek özelliklerini araştırdıklarını ifade etti.
Araştırmaların üçüncü prototipi geliştirildi
B12 vitamini kullanılan pil, araştırma grubunun biyolojik molekülleri katalizör olarak değerlendirdiği üçüncü prototip oldu. Ekibin önceki çalışmalarında demir (II) içeren hemoglobin ve demir (III) içeren katalaz kullanılmıştı.
Ancak B12 vitaminiyle geliştirilen son prototipi önceki çalışmalardan ayıran temel özellik, yeniden şarj edilebilir olması ve deneylerde 250’ye kadar şarj döngüsünü tamamlaması oldu.
Henüz deneysel aşamada bulunan teknoloji, doğada bulunan moleküllerin daha ekonomik ve sürdürülebilir enerji depolama sistemlerinde kullanılabileceğini ortaya koyuyor. Geliştirilmesi halinde çinko-hava pillerinin, yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen fazla elektriğin depolanmasında alternatif bir teknoloji olarak değerlendirilmesi hedefleniyor.
Yorumlar
Yorumlar yükleniyor…