Enerji depolama teknolojilerinde esnek ve hafif çözümler giderek daha fazla önem kazanırken, tekstil bazlı lityum-iyon piller üzerine yürütülen yeni bir akademik çalışma dikkat çekti. Araştırmada, kumaş yapısına entegre edilebilecek iplik formunda anot malzemesi geliştirilerek giyilebilir elektronik sistemler için yenilikçi bir adım atıldı.
Grafen Tabanlı İletken Mürekkep Kullanıldı
Çalışmada anot üretimi için grafen oksit (GO) ve polivinilpirolidon (PVP) içeren özel iletken mürekkepler hazırlandı. Ayrıca elektriksel performansı artırmak amacıyla azot katkılı indirgenmiş grafen oksit (N-rGO) içeren farklı bir formülasyon da geliştirildi.
Hazırlanan bu karışımlar, özel olarak tasarlanan bir ıslak eğirme düzeneğinde iplik formuna dönüştürüldü. Böylece kapasitif özellik gösteren iletken iplik elektrotlar elde edildi.
İletkenlikte Yüzde 56 Artış
Üretilen iplik elektrotlar indirgenme işleminden geçirilerek elektriksel olarak aktif hale getirildi. Yapılan analizler sonucunda, standart grafen içerikli ipliklerin iletkenliği 172,33 S/m olarak ölçüldü.
Azot katkılı yapı kullanıldığında ise bu değer 269,12 S/m seviyesine yükseldi. Bu artış, yaklaşık yüzde 56’lık bir iyileşmeye işaret ediyor.
Enerji Depolama Performansı Güçlendi
Elektrokimyasal testler, azot katkılı elektrotların enerji depolama kapasitesinde de belirgin üstünlük sağladığını ortaya koydu. Başlangıç deşarj kapasitesi 441,73 mAh/g seviyesine ulaşırken, kulombik verimlilik oranı yüzde 93’ü aştı.
Ayrıca 40 şarj-deşarj döngüsü sonunda kapasitenin büyük bölümünün korunması, geliştirilen yapının çevrimsel dayanıklılığını gösterdi.
Giyilebilir Bataryalara Doğru
Bu çalışma, tekstil yüzeylerine entegre edilebilecek esnek ve iletken anotların geliştirilmesi açısından önemli bir bilimsel adım olarak değerlendiriliyor. Özellikle akıllı kıyafetler, medikal sensörler ve taşınabilir elektronikler için hafif, bükülebilir ve yüksek performanslı enerji çözümlerinin önü açılıyor.
Kaynak:
Yüksek Lisans Tezi, tekstil bazlı lityum-iyon piller için grafen temelli iplik anot geliştirilmesi üzerine yapılan akademik çalışma, 2023. SERHAN TÜRKOĞLU Tez No:817341
