Manganez Katotlar

Lityum-iyon bataryalarda kullanılan nikel ve kobalt,kıt kaynaklar arasında yer alıyor.Ancak yeni bir araştırma,manganez bazlı katotların,bu değerli metallerin yerini alabileceğini gösteriyor.Özellikle manganezin toprakta bol miktarda bulunuyor olması ona ulaşımı hem kolaylaştırıyor hem de daha ucuz hale getiriyor.

Elektrikli araçlardan akıllı telefonlara,dizüstü bilgisayarlardan enerji depolama sistemlerine kadar geniş bir kullanım alanı bulunan lityum-iyon bataryalar,teknolojinin temel taşlarından biri haline geldi.Ancak bu bataryaların kritik bileşenlerinden nikel ve kobaltın sınırlı tedarik kaynakları,alternatif malzemelere yönelimi arttırıyor.Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı(Berkeley Lab) tarafından yürütülen yeni bir çalışma,yeryüzünde bolca bulunan ve daha ucuz bir alternatif olan manganezin bu alanda çığır açabileceğini gösteriyor.

Araştırmacılar,manganezin DRX adı verilen yeni bir katot malzemesinde etkili bir şekilde kullanılabileceğini keşfetti.Önceki çalışmalar,bu tür malzemelerin iyi performans gösterebilmesi için nano boyutlara kadar küçültülmesi gerektiğini öne sürüyordu.Ancak bu yeni çalışma,manganez bazlı katotların,beklenenden yaklaşık 1000 kat daha büyük parçacıklarla bile mükemmel performans gösterebileceğini ortaya koydu.Araştırma ekibi,ilk olarak katot malzemesinden lityum iyonlarını çıkaran ve ardından malzemeyi düşük (yaklaşık 200 santigrat derecede) ısıtan iki günlük yenilikçi bir süreç uyguladı.Bu işlem,mevcut manganez bazlı DRX malzemelerinin üç haftadan fazla süren mevcut işleme kıyasla büyük bir zaman tasarrufu sağlıyor.

Araştırmacılar,bu süreç sonunda manganez bazlı malzemenin nanoskopik yarı düzenli bir yapı oluşturduğunu ve bu yapının bataryanın enerji depolama ve iletim kapasitesini artırdığını keşfetti.Bu keşif,batarya teknolojisinin geleceğinde manganezin potansiyelini arttırırken,düşük maliyetli enerji depolama çözümlerine de kapı aralıyor.