Elektrikli araçlardan akıllı telefonlara, dizüstü bilgisayarlardan giyilebilir teknolojilere kadar modern yaşamın vazgeçilmezi olan şarj edilebilir Lityum-İyon (Li-Ion) piller, ne yazık ki zamanla enerji depolama kapasitelerini yitiriyor. Her şarj ve deşarj döngüsü, pillerin iç kimyasında geri dönüşü olmayan değişikliklere yol açıyor; bu durum, kapasite kaybının yanı sıra “termal genleşme” denilen, pilin fiziksel olarak hafifçe şişmesiyle de gözlemlenebilir hale gelebiliyor.
Kullanım ömrünü tamamlamış bu pillerin geri dönüştürülmesi mümkün olsa da, süreç mevcut haliyle hem kolay, hem de uygun maliyetli değil. Li-Ion pillerle ilgili bir diğer ciddi konu ise güvenlik riskleri. Özellikle kalitesiz piller ve şarj cihazlarıyla birlikte kullanıldıklarında, ısıya maruz kaldıklarında “termal kaçak” olarak adlandırılan, söndürülmesi son derece güç alevli yangınlara yol açma potansiyeli taşıyabiliyorlar. Bu risk, elektrikli bisikletler veya hoverboard’lar gibi cihazların alev almasıyla dünya genelinde önemli bir sorun haline gelmiş durumda.
Eski pilleri yüksek ısıya maruz bırakmanın sürpriz sonucu
İşte tam da bu bilinen riskler nedeniyle, Çin’deki Ningbo Malzeme Teknolojisi ve Mühendislik Enstitüsü araştırmacılarının Li-Ion pilleri bilinçli olarak yüksek sıcaklıklara maruz bırakması ilk bakışta oldukça şaşırtıcı görünüyor. Ancak Nature dergisinde yayımladıkları bilimsel makalede, eski Li-Ion pilleri 150 ila 250°C gibi kontrollü yüksek sıcaklıklara kadar ısıtmanın, pillerin küçülmesine ve iç yapılarında, geçmiş kullanımın neden olduğu kapasite azaltıcı etkileri tersine çeviren bir dönüşüme neden olduğunu ortaya koydular. Araştırmacılar, bu bulgunun kendileri için bile sürpriz olduğunu ve bu davranışı “geleneksel termodinamik beklentilerin aksine, alışılmadık bir durum” olarak tanımladıklarını belirtiyor.
Makalede sunulan teoriye göre, ısıtma sonucunda pillerin içinde gelişen yapısal düzensizlik veya bozukluk, pilin bileşimini değiştirmek için hassas voltajlar kullanan özel şarj cihazları aracılığıyla “ayarlanabilir bir parametre” haline getirilebilir. Bu ayarlamalar sayesinde, eskimiş pillerin yeniden canlandırılabileceği ve orijinal veya ona yakın kapasitelerine geri döndürülebileceği düşünülüyor.
Bu yenilikçi sistemin ticarileşmeye ne kadar yakın olduğu hakkında henüz net bir bilgi paylaşılmamış olsa da, araştırmacılar bulgularının potansiyel etkilerinden heyecanla bahsediyor. Bu yöntem, “eski elektrikli araçları yeni gibi yapma“, kendi kendini onarabilen, daha uzun ömürlü cihazlar geliştirme ve hatta sıfır termal genleşmeli yeni nesil malzeme mühendisliği alanında çığır açma gibi iddialı ve dikkat çekici olasılıkların kapısını aralayabilir.
