Silikon hava pili

Silikon hava pili Technion - İsrail Teknoloji Enstitüsü'ndeki Grand Technion Enerji Programında Prof. Ein-Eli tarafından yönetilen bir ekip tarafından icat edilen yeni bir pil teknolojisidir.

Silikon hava pil teknolojisi, oksijen ve silisyum elektrotları temel alır. Bu tür piller, son derece kuru şartlar ve yüksek nem oranı için yüksek bir toleransa sahip hafif olabilirler. Diğer anotlu hava pilleri gibi, özellikle metal-hava elektrokimyasal hücreleri gibi, silikon hava pilleri katotları için atmosferik oksijene güvenmektedir; Buna göre yapılarında katot içermezler ve bu ekonomilere maliyet ve ağırlık verir. Oda sıcaklığında iyonik sıvı elektrolit kullanan deney hücreleri, santimetreküp silikon başına 0,3 milimetre akım yoğunluğunda 1 ila 1.2 volt üretti.

Tarihi

Herkese açık olan tek araştırma raporu, yaratıcısı Yair-Ein-Eli tarafından yapıldı. Eli, David Starosvetsky, Technion lisansüstü öğrencisi Gil Cohen, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nden Digby Macdonald ve Kyoto Üniversitesi'nden Rika Hagiwara ile birlikte Technion'da İsrail Enstitüsü'nü araştırmaya başladı. Eli'nin yakıt hücresi olarak silikon kullanması sebebi, yüksek özgül enerjisi, bir kaynak (evrende en çok sekizinci, en çok yeryüzündeki kabuk) olması, yüksek nemin bulunduğu yerlerin hoşgörüsü ve toksik olmayan özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Deneylerinde farklı sıvı oksijen solüsyonları kullanarak farklı potansiyel enerji ve voltajları test ettiler. Pil üzerindeki deney sonuçları ve teorileri, Electrochemistry Communications dergisinde 2009'da çevrimiçi yayınlandı. Bu, DARPA ve şu anda bu pilin askeri kullanımı üzerinde çalışmakta olan Pentagon gibi kuruluşların dikkatini çekti. Pil, bu kuruluşlar tarafından hâlâ araştırılmakta ve ticari kullanım için bulunmamaktadır.

Yapı

Akünün enerji kaynağı, eşyada oda sıcaklığında iyonik sıvı (RTIL) olarak sınıflandırılan 1-etil-3-metilimidazolyum oligofluorohidrojenat (EMI · 2.3HF · F) olarak bilinen, bir iyonik sıvı kullanılarak ve yüksek miktarlarda silikon içeren gofretlerdir . Gofretler bir anot (yakıt kaynağı) gibi davranır ve RTIL, elektrot olarak işlev yaparak gofretleri kullanılabilir enerjiye dönüştürür. Rölanti devresinde RTIL, yavaş hızla gofretleri çözer çünkü reaksiyonu hızlandıran yarı iletken yoktur. Kullanıldığında, RTIL daha sonra, herhangi bir elektronikte kullanım için enerji üretecek olan silikon levhaları eritmek için daha hızlı tepki verecektir. Pil, çoğu pili anodun şarjını dengelemek için kullandığı yerleşik katottan yoksundur. Bunun yerine, pilin zarı, atmosferdeki oksijenin içinden akmasına izin verir ve katot gibi davranır.

Evanescence için Hazırlanan Stresli Direk-İşlenmiş CMOS Teknolojisi (SPECTER) DARPA ve SRI tarafından araştırılıyor. Eklenmiş bir özellik içeren bir silikon hava pilleri temel alır: Yakalanan cihazlardan veya bu cihazlardan edinebileceği bilgiden düşmanın yeteneğinden yoksun bırakıldığı ekipmanlarda bir SPECTER bataryası, güç verdiği cihazla birlikte kendini imha ederek bir öldürme sinyaline tepki verebilir. Bu, özellikle askeri uygulamalarda potansiyel bir ilgi alanıdır.

Pildeki depolama kapasitesi, alüminyum pili ile karşılaştırılabilir. Silikon hava pilinin spesifik enerjisinin 8470 Wh / kg olduğu ve enerji yoğunluğunun yaklaşık 2109.0 Wh / l olduğu tahmin edilmektedir. Akü voltajı 1-1,2 V-dur.