“Yılan balığı pili” hafif pillerin yolunu açıyor

Elektrikli yılan balığı, “elektrosit” ismi verilen çok ince biyolojik hücreleriyle kısa periyodik lakin güçlü elektrik darbeleri üretebiliyor. Çalışmanın sorumlu muharriri ve makine mühendisliği öğretim üyesi Joseph Najem, bu hücrelerin kısa bir anda 600 voltun üzerinde tansiyon üretebildiğini ve çok küçük hacimden yüksek güç alınabildiğini anlatıyor.

Penn State takımı de benzeri bir mantıkla, farklı özelliklere sahip hidrojelleri (su bakımından güçlü ve iletken jel gibisi malzemeler) katman katman dizerek iyonik süreçleri taklit etti. Buradaki kritik nokta, katmanların hem kimyası hem de geometrisinin “en verimli” biçimde ayarlanması. 

20 MİKROMETRELİK KATMAN

Daha evvelki yılan balığı esinli prototiplerde güç hudutlu kalıyor ve sistemin çalışması için çoklukla dıştan mekanik dayanak gerekiyordu. Bu grup ise her bir hidrojel katmanını yalnızca 20 mikrometre kalınlığa indirerek hem güç çıkışını artırdı hem de takviyesiz çalışabilen bir yapı elde etti.

Katmanları üretmek için “spin coating” prosedürü kullanıldı: Dönmekte olan bir yüzeye farklı hidrojel karışımları denetimli biçimde yayılarak ultra ince ve homojen katmanlar oluşturuldu. Araştırmacılar, ince katmanların iç direnci doğal olarak düşürdüğünü; bunun da güç yoğunluğunu artırdığını belirtiyor. 

SOĞUĞA SICAĞA DAYANIYOR

Geliştirilen hidrojel pillerin yaklaşık 44 kW/m³ güç yoğunluğuna ulaştığı aktarılıyor. Bu düzey; implant sensörleri, yumuşak robotik denetim bileşenleri ve giyilebilir elektronikler üzere “az yer kaplayan ancak güvenli” güç kaynaklarına gereksinim duyan uygulamalar için kıymetli görülüyor.

Ekip, materyalin havada günlerce su tutabildiğini ve yaklaşık -80°C ile 27°C aralığında çalışabildiğini söylüyor. Bir sonraki amaçlar ise daha yüksek güç yoğunluğu, daha verimli şarj ve mümkünse kendi kendini şarj edebilen yapılar. Araştırma, ABD Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Ofisi tarafından desteklendi.

Kaynak: Hürriyet