[Gelecekte lityum pillerin enerji yoğunluğu, mevcut pillerin 1,5 ila 2 katına ulaşabilir; bu da pillerin daha küçük hale geleceği anlamına gelir.]
[Lityum iyon pillerin maliyetindeki düşüş oranı en fazla %10 ile %30 arasındadır. Fiyatı yarıya indirmek zordur.]
Akıllı telefonlardan elektrikli otomobillere kadar, pil teknolojisi yavaş yavaş hayatın her alanına nüfuz ediyor. Peki, geleceğin pili hangi yönde gelişecek ve topluma ne gibi değişiklikler getirecek? Bu soruları göz önünde bulundurarak, First Financial muhabiri geçen ay, bu yıl lityum iyon pilleriyle Kimya dalında Nobel Ödülü kazanan Japon bilim insanı Akira Yoshino ile röportaj yaptı.
Yoshino'nun görüşüne göre, lityum iyon piller önümüzdeki 10 yıl içinde pil endüstrisine hakim olmaya devam edecek. Yapay zeka ve Nesnelerin İnterneti gibi yeni teknolojilerin gelişmesi, lityum iyon pillerin uygulama olanaklarında "akıl almaz" değişiklikler getirecek.
Hayal edilemez değişim
Yoshino, "taşınabilir" terimini duyduğunda, toplumun yeni bir bataryaya ihtiyacı olduğunu fark etti. 1983 yılında, dünyanın ilk lityum bataryası Japonya'da doğdu. Yoshino Akira, şarj edilebilir lityum iyon bataryasının dünyanın ilk prototipini üretti ve gelecekte akıllı telefonlarda ve elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılacak lityum iyon bataryalarının geliştirilmesine olağanüstü bir katkı sağladı.
Geçtiğimiz ay, Akira Yoshino, 1 numaralı Finans Gazetecisi ile yaptığı özel bir röportajda, Nobel Ödülü'nü kazandığını öğrendikten sonra "gerçek bir duygu hissetmediğini" söylemişti. "Daha sonraki röportajlar beni çok meşgul etti ve çok mutlu olamadım." diyen Akira Yoshino, "Ancak Aralık ayında ödülü alma günü yaklaştıkça, ödülün gerçekliği daha da belirginleşti." şeklinde konuştu.
Son 30 yılda 27 Japon veya Japon bilim insanı Kimya alanında Nobel Ödülü kazandı, ancak Akira Yoshino da dahil olmak üzere bunlardan sadece ikisi kurumsal araştırmacı olarak ödül aldı. Akira Yoshino, First Financial Journalist'e verdiği demeçte, "Japonya'da genellikle araştırma enstitülerinden ve üniversitelerden araştırmacılar ödül alıyor ve endüstriden kurumsal araştırmacıların ödül kazanması nadir görülüyor" dedi. Ayrıca endüstrinin beklentilerini de vurguladı. Şirket içinde Nobel düzeyinde birçok araştırma olduğuna inanıyor, ancak Japon endüstrisinin liderliğini ve verimliliğini geliştirmesi gerektiğini düşünüyor.
Yoshino Akira, yapay zeka ve Nesnelerin İnterneti gibi yeni teknolojilerin gelişmesinin lityum iyon pillerin uygulama olanaklarında "akıl almaz" değişiklikler getireceğine inanıyor. Örneğin, yazılım alanındaki ilerlemeler pil tasarım sürecini ve yeni malzemelerin geliştirilmesini hızlandıracak ve pilin en iyi ortamda kullanılmasını sağlayarak pilin kullanımını etkileyebilecektir.
Yoshino Akira, araştırmasının küresel iklim değişikliği sorunlarının çözümüne katkısıyla da çok ilgileniyor. First Financial Journalist'e verdiği demeçte, iki nedenden dolayı ödüllendirildiğini söyledi. Birincisi, akıllı mobil toplumun gelişimine katkıda bulunmak; ikincisi ise küresel çevreyi korumak için önemli bir araç sağlamak. Akira Yoshino, bir finans muhabirine, "Çevre korumasına katkı gelecekte daha da belirgin hale gelecek. Aynı zamanda bu, büyük bir iş fırsatı da sunuyor." dedi.
Yoshino Akira, Meijo Üniversitesi'nde verdiği bir konferansta öğrencilere, küresel ısınmaya karşı önlem olarak yenilenebilir enerji ve bataryaların kullanımına yönelik kamuoyunun yüksek beklentilerini göz önünde bulundurarak, çevre sorunlarına ilişkin düşüncelerini de içeren kendi bilgilerini sunacağını söyledi.
Pil sektörüne kim hakim olacak?
Pil teknolojisinin gelişimi bir enerji devrimini başlattı. Akıllı telefonlardan elektrikli arabalara kadar pil teknolojisi her yerde mevcut ve insanların yaşamlarının her alanını değiştiriyor. Gelecekteki pillerin daha güçlü ve daha düşük maliyetli olup olmayacağı hepimizi etkileyecek.
Şu anda sektör, pilin enerji yoğunluğunu artırırken aynı zamanda pilin güvenliğini iyileştirmeye odaklanmıştır. Pil performansının iyileştirilmesi, yenilenebilir enerji kullanımı yoluyla iklim değişikliğiyle mücadeleye de yardımcı olmaktadır.
Yoshino'nun görüşüne göre, lityum iyon piller önümüzdeki 10 yıl içinde pil endüstrisine hakim olmaya devam edecek, ancak yeni teknolojilerin gelişmesi ve yükselişi de sektörün değerini ve geleceğini güçlendirmeye devam edecek. Yoshino Akira, First Business News'e verdiği demeçte, gelecekte lityum pillerin enerji yoğunluğunun mevcut pillerin 1,5 ila 2 katına ulaşabileceğini, bunun da pilin küçülmesine yol açacağını söyledi. "Bu, malzeme miktarını ve dolayısıyla maliyeti azaltır, ancak malzeme maliyetinde önemli bir düşüş olmayacaktır." dedi ve ekledi: "Lityum iyon pillerin maliyetindeki düşüş en fazla %10 ila %30 arasındadır. Fiyatı yarıya indirmek daha zordur."
Gelecekte elektronik cihazlar daha hızlı şarj olacak mı? Bu soruya Akira Yoshino, bir cep telefonunun 5-10 dakika içinde tamamen şarj olduğunu ve bunun laboratuvar ortamında başarıldığını söyledi. Ancak hızlı şarj, yüksek voltaj gerektirir ve bu da pil ömrünü etkiler. Gerçek hayatta birçok durumda insanların özellikle hızlı şarja ihtiyacı olmayabilir.
İlk kurşun-asit bataryalardan, Toyota gibi Japon şirketlerinin temelini oluşturan nikel-metal hidrit bataryalara ve 2008'de Tesla Roaster tarafından kullanılan lityum-iyon bataryalara kadar, geleneksel sıvı lityum-iyon bataryalar on yıldır güç bataryası pazarında hakim konumda bulunuyor. Gelecekte, enerji yoğunluğu ve güvenlik gereksinimleri ile geleneksel lityum-iyon batarya teknolojisi arasındaki çelişki giderek daha belirgin hale gelecektir.
Yurt dışındaki şirketlerin deneylerine ve katı hal pil ürünlerine yanıt olarak Akira Yoshino şunları söyledi: "Bence katı hal piller geleceğin yönünü temsil ediyor ve hâlâ çok fazla geliştirme alanı var. Yakında yeni gelişmeler görmeyi umuyorum."
Ayrıca katı hal pillerinin teknoloji açısından lityum iyon pillerine benzediğini söyledi. Akira Yoshino, First Business News muhabirine verdiği demeçte, "Teknolojideki gelişmeler sayesinde, lityum iyon pillerin yüzme hızı nihayet mevcut hızın yaklaşık 4 katına ulaşabiliyor" dedi.
Katı hal piller, katı hal elektrolitleri kullanan lityum iyon pillerdir. Katı hal elektrolitleri, geleneksel lityum iyon pillerdeki potansiyel olarak patlayıcı organik elektrolitin yerini aldığından, yüksek enerji yoğunluğu ve yüksek güvenlik performansı olmak üzere iki önemli sorunu çözmektedir. Aynı enerji kapasitesinde, elektrolitin yerini alan katı hal elektrolitli piller daha yüksek enerji yoğunluğuna, aynı zamanda daha yüksek güce ve daha uzun kullanım süresine sahiptir; bu da yeni nesil lityum pillerin gelişim trendini oluşturmaktadır.
Ancak katı hal piller, maliyetleri düşürme, katı elektrolitlerin güvenliğini artırma ve şarj ve deşarj sırasında elektrotlar ile elektrolitler arasında teması koruma gibi zorluklarla da karşı karşıya. Şu anda birçok küresel dev otomobil şirketi, katı hal piller için Ar-Ge'ye büyük yatırımlar yapıyor. Örneğin, Toyota bir katı hal pili geliştiriyor, ancak maliyeti açıklanmıyor. Araştırma kurumları, 2030 yılına kadar küresel katı hal pil talebinin 500 GWh'ye yaklaşacağını tahmin ediyor.
Akira Yoshino ile birlikte Nobel Ödülü'nü paylaşan Profesör Whitingham, katı hal pillerinin akıllı telefonlar gibi küçük elektronik cihazlarda kullanılacak ilk pil türü olabileceğini söyledi. Profesör Whitingham, "Çünkü büyük ölçekli sistemlerde uygulamada hala büyük sorunlar var" dedi.
Yayın tarihi: 16 Aralık 2019