Boğaziçi Üniversitesi’nden Lityum Pillerin Verimliliğini Artıracak Çalışmalar

Boğaziçi Üniversitesi Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Dr. Mehmet Nurullah Ateş, geleceğin lityum pillerin verimliliğini geliştirecek çalışmalarını Boğaziçi Üniversitesi’nde gerçekleştiriyor. Ateş, TÜBİTAK 2232 Uluslararası Lider Araştırmacılar Programı ile ABD’den Türkiye’ye dönen bilim insanı geleceğin batarya teknolojilerini Boğaziçi’nde tasarlamayı amaçlıyor.

Otomotiv sektöründe fosil yakıtlara alternatif olarak ortaya çıkan ve sektörün küresel çapta yatırımları için odak alana dönüşen elektrikli araçlara ilgi her geçen gün artıyor. Küresel çapta bir rekabetin yaşandığı bu alanda Türkiye de Türkiye Otomobil Girişim Grubu (TOGG) tarafından üretimi yapılan ilk yerli otomobili güçlü bir varlık göstermeye hazırlanıyor.

Boğaziçi Üniversitesi Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Dr. Mehmet Nurullah Ateş, bu araçlarda da kullanılan lityum bataryalar üzerine ABD’de başladığı Ar-Ge çalışmalarını TÜBİTAK’ın ardından Boğaziçi Üniversitesi’nde sürdürüyor.

Geçen yıl TÜBİTAK’ın 2232 Uluslararası Lider Araştırmacılar Programı ile ABD’den Türkiye’ye dönen Dr. Öğr. Üyesi Ateş, Boğaziçi Üniversitesi’nde geleceğin bataryalarının Ar-Ge çalışmalarını yapacağı yeni bir laboratuvar kurmak için de hazırlıklara başladı.

“Batarya teknolojilerine ilgi TOGG ile birlikte yükseliyor”

ABD’nin lider üniversitelerinde lisansüstü eğitimi ile sektörün önde gelen şirketlerindeki araştırmacı deneyimlerinin ardından Türkiye’ye dönmeyi tercih eden bilim insanı bu süreci şöyle anlatıyor:

“ABD’de Northeastern Üniversitesi’nde fizikokimya alanında yüksek lisans ve malzeme bilimi alanında doktoramı tamamladıktan sonra bataryalar üzerine çalışmalarıma sektörde uzman şirketlerde devam ettim. Ancak bir noktada bu tecrübelerimi Türkiye’ye taşımak da istiyordum. Ülkemde batarya teknolojilerine ilgi TOGG ile birlikte yükseliyordu. 2020 yılında TÜBİTAK’ın Uluslararası Lider Araştırmacılar Programı’nın avantajlarından da faydalanarak Türkiye’ye döndüm. TÜBİTAK’ta enerji depolama sistemlerinde grup sorumlusu olarak görev aldıktan sonra Aralık 2022’de Boğaziçi Üniversitesi’nde çalışmalara devam etme kararı aldım.”

“Üç boyutlu akım toplayıcılar üzerine de çalışıyorum”

Dr. Öğr. Üyesi Ateş geçen 2-3 yılda doktora öğrencileri ve doktora sonrası araştırmacılarla beraber bu alanda dikkat çeken birçok çalışma ortaya koyduklarını da ifade ediyor. Mevcut lityum bataryaların verimliliğini üst düzeye çıkarmak için ölçek büyütme çalışmalarının sürdüğünü belirten bilim insanı, “Cep telefonu ile elektrikli araçlarda kullanılan lityum bataryalarda yer alan katot ve anot aktif malzemeler ile inaktif malzemeler olarak tanımlanan üç boyutlu akım toplayıcılar üzerine de çalışıyorum. Bu malzemelerde yapacağımız hücresel değişimlerle katot malzemelerin güncel kapasitesini yüzde 30-40, anot aktif malzemelerinse yaklaşık iki katına taşımak istiyoruz. Bu inanılmaz bir menzil artışı anlamına geliyor. Çalışmalarımız tamamladığında menzil kapasitesi 600 kilometre olan bir elektrikli aracın menzilinin 1.000 kilometreye kadar çıkacağını düşünüyoruz. Diğer yandan da üç boyutlu akım toplayıcılarla da şarj süresini, yüzde 80’lik bir doluma ulaşmak için 15 dakika seviyelerine düşürmek mümkün olabilecek. Bu konularda yaptığımız yayınlar önemli dergilerde yayımlandı. Öte yandan işin Ar-Ge yönüne hız katacak yeni bir laboratuvar kurmak için çalışmalarımız devam ediyor.”

“Sodyum İyon Bataryaları Da Araştıracağız”

Bilim insanı ayrıca 2030’lardan itibaren alkali metal olan lityumun kıtlığı nedeniyle sodyum iyon gibi yeni ve daha ucuz malzemelerin öne çıkacağını ve ilgili araştırmaların şimdiden başladığını da ifade ediyor:

“Dünyada lityuma ulaşmak her geçen gün daha da zor hale geliyor. Bu metalin artan kullanımına bağlı olarak fiyatları yükseliyor ve bu durum bataryaların global olarak fiyatlarını etkiliyor. Bu nedenle 2030’lardan itibaren özellikle sodyum iyon bataryaların öne çıkacağı düşünülüyor. Bu malzemenin kullanılmasına bağlı olarak enerji yoğunluğu biraz düşmesine rağmen çok daha makul maliyetlerle bu tip yeni bataryalar üretilebilecek. Bu vizyonla şimdiden sodyum iyon bataryalara odaklanmak, bu konuda Ar-Ge çalışmalarına başlamak istiyoruz. Buna yönelik hazırladığımız Avrupa Birliği (AB) destekli bir proje önerimiz kabul oldu. Öte yandan birçok yeni malzemeyle ilgili faaliyetlerimiz Boğaziçi Üniversitesi’nde devam edecek