Akıllı telefonlar tabletler ve diğer elektronik aygıtlar şarj edilebilir bataryalara bağlıdır ancak yüzlerce kullanımdan sonra bataryalar şarj tutma özelliğini kaybetmeye başlar. Bugünlerde kullanılan bataryalar lityum bataryalarıdır ve lityum aşırı kullanımda oksitlenerek aşınmaya başlar.
Kaliforniya üniversitesi, Irvinedeki araştırmacılar geleneksel lityum yapılı bataryalar yerine elektriği depolamak için altın nano teller kullandılar ve fark ettiler ki bu sayede geleneksel lityum yapılı bataryalardan çok daha uzun ömürlü bir batarya elde ettiler. En ufak bir oksitlenme ve ya tutma özelliğinde azalma olmadan 200,000 den fazla tekrardan şarj olabilen bir batarya…
Her nasılsa onlarda nedenini bilmiyordu. Deneyin orijinal fikri daha uzun şarj tutması için sıvı yerine elektrolit jel kullanarak katı-hal bataryası yapmaktı. Lityum bataryaları diğer lityum çeşitleri gibi sıcaklığa karşı aşırı yanıcı ve kararsızdır. Bu nedenle Irvine takımı daha kalın bir jel kullanmayı test ediyorlardı.
Raporu yazan Reginald Penner konuyla ilgili şöyle dedi: “Aygıtı döngüye soktuğumuzda bir süre sonra fark ettik ki pili bitmiyor. Çalışma mekanizmasını hala anlamış değiliz.”
Hiçbir bataryanın açıp içine bakmamış olmanıza rağmen (umarız ki), çoğu bataryanın içinde sıvı vardır. Sıvının kullanım amacı iletkenliğinin esnek olması ve şarj olma ve boşalma imkanı vermesidir. Daha yüksek iletkenliğe sahip elektrolit jelin bulunmasının zorluğu ispatlanmıştır.
H bataryası teknolojisinde bir bakteriden daha ince, magnezyum oksit kaplı altın teller kullanılmış, en dışta ise elektrolit jel ile korunmaktadır. Elektrolit jel metal oksit ile etkileşime girerek korozyonu (aşınmayı) engeller. Daha uzun teller ve daha geniş yüzey alanı sayesinde daha çok şarj tutabilir. Birçok araştırmacı uzun yıllardır nano teller üzerinde deneyler yapmaktaydı ancak Irvine üniversitesinin diğerlerinden farkı koruyucu jel kullanmış olmasıydı.
“Jel telleri bir arada tutmaktan çok daha fazla şey yapıyor. Görünen o ki, metal oksidi daha yumuşak ve daha az sürtünme sağlıyor. Bu sayede metal oksidin sürtünme dayanımını artırarak daha çok şarj depolayabiliyor.” Reginald Penner.
Bu teknoloji elektronik için 400 kat uzun ömürlü bataryalar için umut verse de, birincil test platformuna göre gerçek bir batarya sayılmaz. Bataryalarda bir anot (sisteme elektrik veren) bir de katot (elektriği dışarı veren) vardır. İkisine de sahip olmak yerine, araştırmacılar iki katodu birbirine bağlamış, buda birbirlerini değişimli olarak şarj etmeyi sağlamıştır. Katottan katoda olan devamlı çevrim tekrar edilebilir şarj testi için mükemmel bir sistem oluşturmuştur.
Penner çalışma sistemini şöyle betimlemiştir; “Bu tıpkı bir kaptan diğerine su dökme gibidir. Yüzlerce dökme sonrası suyun bir kısmı dışarı sıçrayacaktır”, yani daha az şarj kalacaktır. Ancak Penner’in sisteminde transfer edilen “su” ve “kap” 200,000 defa sonra ancak %5 kadar bir kayıp söz konusu olacaktır.
Bu deneyde miniskül miktarda altın kullanılmasına karşın bu tür bir bataryayı üretmek çok pahalıdır. Penner’in önerisi ise ilerleyen teknoloji ile birlikte nikel gibi daha yaygın metaller kullanılabilir.
Bu laboratuvarın gelecek çalışmaları, bu teknolojinin kullanılması şartıyla, daha gerçekçi batarya yapımı ve mekanizmanın işleyişinin detaylı incelenmesidir.