|

Bataryada devrim: Grafin-silikon bataryalar

Samsung'un geliştirdiği yeni batarya teknolojisi ile, günümüzün en önemli sorunu olan kapasite yetersizliği artık tarihe karışıyor.

Yeni Şafak
14:53 - 27/06/2015 Cumartesi
Güncelleme: 15:27 - 27/06/2015 Cumartesi
Diğer

Bugün teknolojik gereksinimler listemize baktığımızda akıllı telefonların '

olmazsa olmaz

', tabletlerin ise '

olursa çok iyi olur

' derecesine yükseldiğini görüyoruz. Haliyle her sene biraz daha gelişiyorlar. Yongasetleri güçleniyor, ekran çözünürlükleri artıyor, depolama alanları, bağlantı teknolojileri, RAM miktarı vs. vs. derken neredeyse masaüstü bilgisayarlarla yarışacak bir performans sunuyorlar. Hatta mütevazı PC'leri geçiyorlar bile.



Tabii bu performansın bir bedeli var ki o da güç tüketimindeki artış. Her ne kadar yongasetlerinin üretim süreçlerindeki nanometrik küçülmeler veya tasarruf modu vb. gibi yazılımsal yöntemlerle güç tüketimi bir dereceye kadar düşürülse de kaynakta (yani bataryada) bir iyileştirme yapılamadığı için çabalar yetersiz kalıyor. Düşünün ki Nokia'nın sadece arama veya mesaj atma gibi temel gereksinimlerimizi karşılayan akıllı olmayan telefonları çok daha küçük batarya kapasitelerine rağmen bize bir hafta yeterken şimdiki telefonlarla bir günü zor çıkartabiliyoruz.



Bu sorunun sebebi batarya teknolojilerinde bir türlü istenilen adımların atılamaması. Şöyle ki

temelde halen 1980'lerde kullanılan batarya teknolojisini kullanıyoruz

. 90'larla birlikte Li-Ion'a geçiş yapmış olsak da aslında Li-Ion'un selefi Ni-MH'den (nikel-metal hidrit) ve NiMH'nin de selefi Ni-Cd'den (Nikel Kadmiyum) köklü anlamda bir farkı yok. Yani (her ne kadar tam karşılamasa da anlaşılması için)

teknolojide devrimsel bir değişiklik yapılmadan sadece kullanılan elementlerde değişimine gidildi

diyebiliriz. Bunu altyapı çalışmaları olmadan sadece üstyapısal değişikliklere gitmek olarak nitelendirebiliriz. Tabii bu dediğimizden 'bataryalarda hiç gelişim sağlanmadı' sonucunu çıkarmayalım. En basitinden örneğin AA tipinde bir NiCd pil en fazla 1000mAh enerji depolarken, NiMH pillerde bu değer 2500mAh'a kadar çıktı. Keza bugün Li-Ion'larda da 3500mAh'ları görür hale geldik ama dediğimiz gibi temel sorun kapasitedeki yükselme hızının teknolojiye yetişememesi ki bunun da çözümü altyapıyı değiştirmekten geçiyor.









Evet; bu girizgah ertesinde ana konumuza giriş yapabiliriz:



Samsung'un uzun bir süreden beri batarya teknolojileri üzerinde çalıştığını biliyoruz. Hatta sadece bu iş için G. Kore'deki üniversitelerle ortak çalışmalar yürüten bir ekibi var. İşte şimdi firmadan yapılan resmi bir açıklamaya göre oldukça önemli bir adım atmayı başarmışlar.



Yakın gelecekte ticari kullanıma sunulabileceği belirtilen yeni teknolojinin temeli aslında tanıdık: Anot olarak silikon kullanımı. Hani işlemcilerde ve diğer yarı iletken malzemelerde kullanılan silikonlar var ya işte onlardan bahsediyoruz. Silikonun atomik yapısından ötürü enerji depolamasında kullanılması fikri zaten yeni bir fikir değil. Fakat, şarj ve deşarj döngülerinde boyut değiştirdiği için şimdiye kadar bataryalarda uygulanamıyordu. İşte Samsung'un geliştirdiği yeni yöntem bu sorunu çözmesi açısından büyük önem taşıyor.



Biraz teknik olacak ama açıklamakta fayda var:



Silikon nano partikülleri, muazzam bir iletken olan grafinle kaplayan bilim ekibi, grafin katmanlarının iletkenlikleri sayesinde silikon parçalarının etrafında kayabildiklerini ve onların genleşme ve darlaşmasını kontrol edebildiklerini keşfetmişler.

Yani tam olarak karşılamasa da gözümüzde şekillenmesi için grafinin doğrudan silikon kaplamanın üzerinde yerleştirildiğini söyleyebiliriz. Bunun pratikteki karşılığı ise silikonun kontrol altına alınabilmesi ve kararsızlıktan kurtarılması. İşte bu sayede silikon anot bataryalar üretmeyi başaran Samsung, aynı alan üzerinde bugünün Li-Ion bataryalarına kıyasla 1.8 kat daha yüksek enerji yoğunluğu sağlayabiliyor.







Şu an üzerinden gelinmesi gereken tek bir sorun kalmış durumda ki o da, grafin katmanları sebebiyle bataryanın daha fazla yük biriktiriyor oluşu. Bu sebeple de uzun vadede standart Li-Ion pillere kıyasla daha çok enerji yitimine uğruyorlar. Şöyle ki ilk başta 1.8 kat olan enerji yoğunluğu, 200 dolayında şarjın ertesinde 1.5 kata gerilerken, şarj sayısı arttıkça enerji yitimi daha fazlalaşıyor. (Yani örneklendirmek gerekirse 400 şarja geldiğinde 1.2 kata değil de 1.0'a geriliyor gibi düşünebiliriz.)



Velhasıl teknolojinin tam anlamıyla oturmasının 2,3 yılı bulacağını söyleyen Samsung bunun ertesinde pazara girebileceklerini öngörüyorlar. Uzun vadede ise elektrikli arabalar hedefleniyor.






#samsung
#batarya
#akıllı telefon
#bilim
9 yıl önce