Kullanılmış piller için daha uzun ömür
(Bu makale Almanca olarak da mevcuttur)
Bir pil boşalmışsa otomatik olarak öğütücüye girmemelidir. Yalnızca bireysel hücrelerin kusurlu olması mümkündür. Ancak bunu bulmak için genellikle tüm hücrelerin ölçülmesi gerekir. Bu genellikle geri dönüşüm şirketleri için çok pahalıdır.
Bayreuth araştırmacıları artık bir pildeki bireysel hücrelerin yaşlanmasını daha hızlı ve daha kolay değerlendirmenin bir yolunu buldular. Bulgularını “Applied Energy” dergisinde yayınladılar.
Hücrelerin durumunu ‘elektrokimyasal empedans spektroskopisi’ (EIS) kullanarak belirlediler. Pil, farklı frekanslarda alternatif akımlara maruz kalır. Bunun cevabı, empedansın ve dolayısıyla yaşlanmanın göstergesidir.
Üç ana sorun:
- İlk olarak, bir hücrenin mevcut değerlerini ölçmek yeterli değildir: yaşlanması ancak yeni durumdaki karşılaştırmalı değerleri de biliniyorsa değerlendirilebilir.
- İkincisi, karakteristik değerler, fabrikadan yeni çıkmış hücrelerde bile hiçbir zaman tam olarak aynı değildir, ancak üretim toleransları nedeniyle istatistiksel olarak dağıtılır.
- Üçüncüsü, bir pildeki tüm hücrelerin eşit şekilde yaşlanıp yaşlanmadığını – bu durumda geri dönüştürülmeleri gerekir – veya yalnızca birkaç hücrenin özellikle zarar görüp görmediğini bulmak önemlidir. Bu yüzden bu hücreleri değiştirmek ve pili kullanmaya devam etmek mantıklı olacaktır.
Bayreuth Üniversitesi’ndeki Elektrik Güç Sistemleri Kürsüsü ve Bavyera Pil Teknolojisi Merkezi’nde araştırma görevlisi olan Tom Rüther liderliğindeki araştırma ekibi, bir deneyde yaşlanma için çeşitli karakteristik değerleri karşılaştırdı. Bunu yapmak için on iki yeni Samsung hücresini seri olarak bağlayarak bir pil modülü oluşturdu ve bunları ölçtü. Sonra hücrelerden biri eskisiyle değiştirildi.
Sonuç: Bireysel yaşlı hücrelerin kendilerini en açık şekilde ele verdikleri yöntem, “düşük frekanslı rölantide” empedans ölçümüydü. Burada yeni hücrelerin varyasyon aralığı daha düşüktür, böylece zayıflamış aykırı değerler en net istatistiksel sinyalleri üretir. Test edilen hücreler için minimum düşük frekans 6,86 Hertz idi. Tom Rüther, “Değer, diğer lityum-iyon hücreler için benzer bir büyüklük düzenine sahip” diyor.
Laboratuarda, yöntem on adede kadar seri bağlı hücreyle çalıştı. Daha fazla hücre ile istatistiksel sinyal çok zayıf hale gelir. Ayrıca, yöntem sadece hücrelerin homojen olmayan yaşlanması hakkında bilgi verir, hangi hücrelerin etkilendiği hakkında bilgi vermez. Bunu yapmak için, tüm hücreler ayrı ayrı ölçülmelidir. Ancak en azından Bayreuth yöntemi, bu çabaya değip değmeyeceğini hızlı bir şekilde değerlendirmeyi mümkün kılıyor.
AB Pil Direktifi ile ilgili yardım?
Geriye bir soru kalıyor: Eski bir pilin geri dönüştürücüsünün yeni durumdan karşılaştırmalı verileri nasıl elde etmesi gerekiyor? Teorik olarak, yeni hücreler elde edebilir ve bunları kendisi ölçebilirdi. “Ama bu pratik değil” diyor Rüther. Verilerin elinizin altında olması daha iyi olur, örneğin pil aboneliği şeklinde.
İşte burada AB imdada yetişiyor. Pillerle ilgili direktifinde, diğer şeylerin yanı sıra üreticilerin geri dönüşümle ilgili belirli bilgileri sağlamasını isteme niyetindedir. Rüther, “İlk taslak tam olarak ihtiyacımız olan verileri içeriyordu” diyor. “Maalesef şu anki sürümde değil.” Bununla birlikte, kesin teknik formülasyonlar hala tartışılmaktadır.
Gerçekte, çoğu pilde yerleşik olan “Pil Yönetim Sistemi” (BMS) bile, tek tek hücrelerin durumunu yeterince kesin olarak bilmelidir. “Evet, ancak bazen bu verileri okumak zor. Üreticiden üreticiye değişir ve bazen bireysel aykırı değerler hakkında herhangi bir bilgi içermez.” Yine AB direktifi, üreticilerin BMS verilerine açık bir arayüze sahip olmalarını zorunlu kılarak bir çare sağlayabilir. Rüther, “Bu AB direktifinden çok memnunuz” diyor. “Kalbimizde olanların çoğuna hitap ediyor.”
Yüklerken ölçün
Direktif muhtemelen yıl sonuna kadar yürürlüğe girecek. Ancak bu, Bayreuth prosedürünü gereksiz kılmaz. Ne de olsa, AB yönetmeliği yalnızca yürürlüğe girdikten ve bir geçiş döneminden sonra piyasaya sürülen piller için geçerlidir, halihazırda piyasada bulunan tüm piller için geçerli değildir.
Rüther, “Bir sonraki adım, algoritmamızı standart bir yükleme sürecine entegre etmek olacaktır” diyor. Ek olarak, araştırmacılar, yöntemlerini daha fazla hücreye sahip daha büyük pillere genişletmek için ek ölçümler ve yapay zeka kullanmak istiyor.
Bu süreç sadece elektrikli araba aküleri için değil, aynı zamanda elektrikli bisikletler ve akülü tornavidalar veya elektrikli testereler gibi ağır elektrikli aletler için de ilgi çekicidir. Rüther, “Pil rejenerasyonu henüz fazla çalışılmadı, ancak burada söz konusu olan hacimler çok büyük” diyor. Çevre Dostu Üretim Teknolojisi Kürsüsü’nden meslektaşı Gregor Ohnemüller şunları ekliyor: “Güçlü ekonomik ve ekolojik sonuçları olan ürün geri dönüşümünün temellerini atıyoruz.”
(gr)
Haberin Sonu