Sodyum İyon Bataryada 1.500'den Fazla Döngü
Son olarak da Hindistan merkezli Macsen Energy, geliştirdiği sodyum iyon batarya hücresinin laboratuvar testlerinde 1.500'den fazla şarj-deşarj döngüsünü tamamladığını açıkladı. Şirket, hücrenin 1.000 döngünün ardından başlangıç kapasitesinin yüzde 90'ını koruduğunu belirtiyor. Sonuçlar henüz bağımsız kaynaklar tarafından doğrulanmamış olsa da oldukça umut verici görünüyor.
Macsen Energy tarafından yapılan açıklamaya göre söz konusu hücrede katot malzemesi olarak şirketin geliştirdiği Prussian White, yani Prusya beyazı kullanılıyor. Şirketin geliştirdiği teknolojinin merkezinde yer alan Prussian White, sodyum iyon bataryalarda katot olarak kullanılabilen, sodyum bakımından zengin demir bazlı bir bileşik. Malzemenin en önemli özelliklerinden biri, sodyum iyonlarının kristal yapı içerisinde hareket edip şarj ve deşarj sırasında bu yapıya geri dönüşümlü olarak girip çıkmasına izin veren açık bir kristal yapıya sahip olması.
Bu yapı, sodyum iyonlarının katot içerisinde hızlı şekilde hareket edebilmesini sağlarken malzemenin şarj ve deşarj sırasında büyük yapısal değişiklikler geçirmesinin de önüne geçiyor. Bu nedenle Prussian White; düşük üretim maliyeti, hızlı şarj, uzun çevrim ömrü ve yüksek miktarda sodyum içermesi sayesinde sodyum iyon bataryalar için gelecek vadeden katot malzemelerinden biri olarak görülüyor.
Ancak bu malzemeyi laboratuvarda üretmek ile yüksek performanslı bir batarya katodu hâline getirmek aynı şey değil. Macsen Energy CEO'su Achal Agrawal da Prussian White'ın sentezinin ilk bakışta kolay görünebileceğini ancak teorik kapasitesine yaklaşan ve bunu yüzlerce şarj-deşarj döngüsü boyunca koruyabilen bir malzeme üretmenin çok daha zor olduğunu belirtiyor. Şirket, bu nedenle çalışmalarının yalnızca kimyasal sentezden ibaret olmadığını; malzeme karakterizasyonu, hücre üretimi ve performans testlerinin de geliştirme sürecinin parçası olduğunu söylüyor.
Macsen Energy'nin temel hücre tasarımında Prussian White katot, hard carbon (sert karbon) anot ile birlikte kullanılıyor. Şirket bunun yanında farklı anot malzemelerini ve anotsuz hücre tasarımlarını da araştırıyor. Katot malzemesi için 2,2 ila 4,0 volt arasında bir çalışma aralığı belirtilirken, ortalama deşarj voltajı ise yaklaşık 2,5 ila 3,6 volt arasında veriliyor.
Hücrenin Kapasitesi 150 mAh/g'nin Üzerinde
Macsen Energy'nin verdiği bilgilere göre geliştirdiği Prussian White malzemesi 150 mAh/g'nin üzerinde özgül kapasite sunuyor. Şirket ayrıca yaklaşık yüzde 99,9'luk coulombic efficiency değerine ve 1.000 şarj-deşarj döngüsü sonrasında en az yüzde 90 kapasite korunumu sağladığını belirtiyor. Coulombic efficiency, bataryanın şarj edilirken depoladığı yük ile deşarj sırasında geri verebildiği yük arasındaki oranı ifade ediyor. Yüzde 100'e yaklaşan değerler, şarj ve deşarj sırasında kapasite kaybının düşük olduğuna işaret ediyor.
Macsen Energy Üretime Hazırlanıyor
Macsen Energy'nin planları yalnızca laboratuvar testleriyle sınırlı değil. Şirket, Prussian Blue analogları olarak adlandırılan katot malzemelerinin üretimini ton ölçeğine çıkarmak amacıyla 10 bin metrekarelik bir arazi ayırdığını açıkladı. Tesisin inşasına 2027 yılında başlanması planlanıyor.
Planlanan tesiste aynı zamanda bir sodyum iyon batarya pilot üretim hattı da bulunacak. Bu hatta elektrotların hazırlanması, hücrelerin birleştirilmesi, doğrulama ve performans testleri gibi süreçlerin ticari üretim koşullarına daha yakın bir ortamda gerçekleştirilmesi hedefleniyor. Şirket ayrıca hard carbon üretimi üzerine de Ar-Ge çalışmalarına başlamış durumda. Böylece yalnızca katot malzemesini geliştirmek yerine, Prussian White katot ve hard carbon anot kullanan tam bir sodyum iyon batarya hücresi geliştirmeyi amaçlıyor.
