Pillerin imal maliyeti yüzde 25 oranında eksilecek ve iki kat daha süratli şarj olmaları sağlanacak
Amerika Birleşik Devletleri’li bilim adamları lityum-iyon pillerin imal maliyetini yüzde 25 oranında eksiltecek ve iki kat daha süratli şarj olmalarını sağlayacak son derece karışık algoritmalar geliştirmeyi muvaffak oldu.
Yapılan deneylerden birinde, pillerin yalnızca 15 dakika içinde şarj edildiği gözlemdi. Şayet yürütülecek yeni testler galibiyetli olursa, lityum-iyon pillerde bir devrim yaşanabilir.
California Üniversitesi’ne bağlı Jacobs Mühendislik Mektebi’ndaki analistler, hükümetin sağladığı 9.6 milyon dolarlık bağışla yürütülen araştırmalarda, Teknoloji dünyasına çok büyük katkısı olabilecek bir atılım hakikatleştirdi.
Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı’na bağlı ARPA-E araştırma müesseseyi, otomotiv parçaları tedarik eden Bosch ve pil üreticisi Cobasys’in destekledidiği projede, pillerin faalliğini artıracak algoritma geliştirilmesi kastedildi.
Jacobs Mühendislik Mektebi’nun Mekanik ve Uzay-Havacılık Mühendisliği Kısmı’nde vazifeli olan profesör Miroslav Krstic ve Dr. Scott Moura, proje kapsamındaki paranın 460 bin dolarıyla yürüttükleri projede ehemmiyetli bir zafer elde etti.
Krstic, “Matematik modellerine katlanan, geliştirilmiş hipotez algoritmaları sayeasinde, piller çok daha süratli şarj olacak ve elektrik motorlarda çok daha eforlu çalışacak… Bu teknoloji, insanların fiziksel olarak karşılarında görecekleri mahsullere dönüşecek” dedi.
Elektrikli motor kullanan arabalarda da kullanılacak olan teknoji, bu kapsamda lityum-iyon pillerin çok daha eforlu kılınması ismine ilk defa sınanan bir usul olmasını dikkat topluyor. Krstic ve Moura, kendine has olan usullerinde, voltajı ve akımı sorgulamak yerine, lityum-iyon pilin içinde fiziksel olarak ne olup bittiğini hipotez edebilen karışık algoritmalar geliştirdi. Krstic, “Elektrokimyasal seviyede, pilin şarj gidişatı hakkındaki bilgiyi bize sunabilecek spesifik algoritmaya sahibiz” dedi.
Krstic ve Moura, karışık yöntemlerin içinden çıkmayı muvaffak olursa, elektrikli vasıtaların geliştirilmesinde çok ehemmiyetli bir zafer elde edilebilir.
Mevcut Teknoloji Tarih Olabilir
Elektronik üreticileri, pillerinin gidişatı ve sıhhatini sorgulayabilmek için genelde voltaj ve akımı hakimiyet ediyor. Ancak Krstic, bu usulün çok ‘çiğ’ bir tedbir olduğunu korunuyor. Krstic, “Ananesel sorgulama usulleri, çözüm olarak gereğinden fazla büyük ve maliyetli piller üretilmesine neden oluyor” ifadesini kullandı.
Eforu ve ömrü daha uzun olması için ebatları gelişen pillerin, şarj etmesi de çok daha uzun sürüyor. Toyota, pillerinin şarj müddetinde neden olduğu evhamlardan dolayı, tamamen elektrikle çalışan ikinci arabayı eQ’nun kitle yapımını iptal etmişti.
Silindir biçiminde olan ve birbirine sarılmış üç tabakadan oluşan lityum-iyon bataryalar ise çok daha yüksek bir performansa sahip. İlk tabaka anot +, üçüncü tabaka katotu – temsil ederken, ara tabaka bu iki kutbu birbirinen ayırıyor. Pil tamamen şarj olduğunda, lityum iyonlar anot da depolanıyor. Pil, iyonların anottan katota hareket etme meyli göstereceği biçimde planlanıyor. Böylece, pil bağlı olduğu makineye, çalıştığı esnada enerji sağlıyor.
Pilin muntazam bir biçimde çalıştığını hakimiyet edebilmek için anottaki iyonların nerede bulunduğunu öğrenmek gerekiyor. Ancak gelişmiş teçhizatlara karşın bunu tespit etmesi oldukça güç. Zira iyonlar genelde anot içindeki kumpassız parçacıkların içinde yer alıyor.
Moura, “pilde yalnızca voltaja bakarak parçacıkların yükünü tespit etmek, sinema salonu girişindeki biletçinin, izleyicilerin teker teker yerlerine oturmalarını hakimiyet etmesine benzyor” ifadesini kullandı. Bu misalde, iyonlar koltuklara giden seyirciler olurken, parçacıklar da koltukları temsil ediyor.
Matematik ve Elektrokimya
Ananesel usullere mukayeseyle, Krstic ve Moura’nın geliştirdiği hakimiyet algoritmaları çok daha gelişmiş bir sorgulama olanağı ortaya koyuyor. Sinema salonu, kapasitesi yettiği noktaya kadar çok daha faal bir biçimde doluyor. Geliştirilen model aynı zamanda, zamanla pilin ömrünün nasıl değiştiğini, kısaca sinema salonunda değiştirilmesi gereken koltukları da ortaya çıkarıyor.
İki bilim adamı , algoritma alanında elde ettikleri zaferin ardından, Bosch ve Cobays’de kendilerine sunulacak gelişmiş deney etraflarında testler hakikatleştirecek. Testlerde, pildeki şarj dağılımını gözlemleyecekler. Buna sabrederek, pilin ömrünü hipotez edecekler. İki analist en son olarak, şarj etme ve şarj bitme vakitleri için optimal oranları ayarlamaya çalışacak.
Algoritmalarını elektrikli vasıtaların motorlarında test edecek ve elde edilen performans bilgilerini ananesel elektrikli motorlarla mukayese etecek olan Moura ve Krstic, maksimum performans ile şarj edilecek ve kullanılacak pillerin yöntemini geliştirmeyi umuyor.
Moura, “Bu kritik gidişatları doğrudan gözlemliyoruz… Bu bize, pile hasar vermeden limitini ölçme kaderi verior” ifadesini kullandı.
kaynak: ntvmsnbc
Yaftalar : Bilim Adamları lityum-iyon pil
