Akademik Veri Yönetim Sistemi
Çetintaşoğlu M. E., Taşkın Ö. S. (Yürütücü), Aksu A., Çağlar N., Yücel S.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2023 - 2025
Enerji depolama sitemlerine daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip bataryalara ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. Özellikle anot ve katot aktif malzemelerinin enerji yoğunluğunun ve çevrim performansının arttırılması büyük önem taşımaktadır. Günümüzde, ticari bataryalarda anot aktif malzemesi olarak grafit kullanılmakta olup bu malzemelerin gravimetrik ve hacimsel enerji yoğunlukları düşüktür. Silisyum anotlar ise sahip oldukları yüksek teorik kapasite ile grafitin yerine kullanılabilecek en önemli adaylardandır.
Silisyum anotların yapılarına yüksek miktarlarda lityum alması sonucu meydana gelen yüksek hacimsel genişlemeler ise silisyum anotların ticarileşmesinde en önemli engeldir. Literatürde silisyum anotların hacimsel genişleme sorununa çözüm olarak silisyuma farklı yöntemlerle yüzey modifikasyonu yapılması veya esnek polimerik bağlayıcılar kullanılması ile çözüm getirilmeye çalışılmıştır. Günümüzde silisyum anotlardan en yüksek performans son yıllarda önemi gittikçe artan kendi kendini onarabilen polimerik bağlayıcıların kullanılması ile sağlanabilmektedir. Bu bağlayıcılar her ne kadar silisyum anotların performansını önemli ölçüde arttırsa da ticari olarak kullanılabilecek seviyelere henüz çıkartamamıştır. Bu bağlamda kendi kendini iyileştirebilen bağlayıcılar üzerine yapılacak yeni yaklaşımlar silisyum anotların günümüz batarya gereksinimleri karşılayabilecek seviyeye çıkması için büyük önem arz etmektedir.
Bugüne kadar literatürde yapılan çalışmalarda -NH ve -OH gibi fonksiyonel gruplar içeren farklı iki polimerin bir arada kullanılması ile kendi kendini iyileştirebilen polimer yapıları üretilmiştir. Bu farklı polimer yapılarıyla silisyum partikülleri karıştırılarak silisyum partiküllerinin negatif elektrot üzerinden pulverize olup anottan kopması engellenmeye çalışılmıştır. Polimerik bağlayıcılar kendi kendine iyileştirme özelliğine sahip olsalar ve silisyum partiküllerini belirli oranlarda sarsalar dahi meydana gelen yüksek hacimsel genişleme sonucu belirli oranlarda pulverizasyon kaçınılmaz olarak meydana gelmektedir. Bu proje kapsamında ise kendi kendini iyileştirebilen bu sistemlere yeni bir yaklaşım getirerek iyileşme mekanizmasının polimerik bağlayıcılar üzerinden değil silisyum partikülleri üzerinden sağlanması ve çok daha yüksek çevrim performanslarına ulaşılması planlanmaktadır.