NASICON türü malzemelerin üretilmesi ve pillerde uygulanması

Artan enerji ihtiyaçlarını karşılamak üzere kullanılan fosil yakıtların, çevre ve insan sağlığına olan olumsuz etkileri, bilim insanlarını alternatif enerji kaynakları arayışına sokmuştur. Rüzgar ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını daha verimli kullanabilmek için de yeni enerji depolama alanlarına ihtiyaç duyulmuştur. Aynı zamanda artan mobil erişilebilirlik ihtiyacı da performanslı çalışan, enerji depolama alanlarına olan gereksinimi arttırmıştır. Son yıllarda elektrikli araçların yaygınlaşması da enerji depolama alanındaki rekabeti arttırmıştır. Lityum-iyon pil (LIB) teknolojisi şu anda hibrid ve tam elektrikli araçlar için tercih edilen enerji depolama teknolojisidir. Ancak lityum rezervinin giderek azalıyor oluşu, geri dönüşümünde yaşanan problemler, coğrafi ve politik kısıtlamalardan kaynaklanan maliyet artışı, üretimin yüksek maliyetlerde gerçekleşmesine neden olmuştur. Sodyum metali yerkabuğunda ağırlıkça %2,6 oranında bulunmaktadır. Bu oranıyla en çok bulunan altıncı element ve en çok bulunan birinci alkali metaldir. Bu yüzden, lityuma en iyi alternatif, kimyasal olarak da birbirine yakın ve benzer özelliklere sahip olan sodyumdur. Bu nedenle sodyum iyon piller, son on yılda yoğun bir şekilde yeniden incelenmiş ve teknolojik açıdan uygulanabilir olduğu görülmüştür. Bu çalışmada, sol jel yöntemi kullanılarak hazırlanan, sodyum süper iyonik iletken (NASICON) yapılı Na3V2(PO4)3 (NVP), P2- tipi Na0,67[Mn0,65Fe0,2Ni0,15]O2 (NaMNF) ve P2- tipi Na0,67[Mn0,65Co0,2Ni0,15]O2 (NaMNC) katot malzemelerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri çeşitli analiz yöntemleriyle incelenmiştir. Ayrıca üretilen malzemeler, pozitif elektrot olarak, CR2016 buton tipi pil içerisine yerleştirilerek, elektrokimyasal testleri yapılmıştır. Elektrokimyasal test sonuçları, sol jel yöntemiyle üretilen katotların, gayet iyi bir ektrokimyasal performans sergilediğini göstererek, sodyum iyon piller için gerçekten umut vaat ettiğini doğrulamaktadır.