Silikon-hava bataryasında anot korozyonu patlatıyor, jel elektrolitle nasıl sınırlayabilirim?

[CrashOverride]

Arkadaşlar bir konuda yardım isteyeceğim. Bir süredir laboratuvarda Si-air (silikon-hava) batarya üzerine çalışıyorum, anotta gözenekli silikon kullanıyorum çünkü yüzey alanını artırıp performans almak istiyorum ama iş korozyonda patlıyor.

Gözenek yapısı ne kadar artarsa o kadar fazla yüzey açılıyor ama tabii ki korozyon da o kadar çabuk yayılıyor, jel elektrolit koymuştum ama yine de anot yüzeyinde şişme, dağılma görüyorum. Özellikle deşarj sırasında gerilim düşüşü çok dikleşiyor, bunun sebebi anotun aşırı korozif çözülme olduğunu tahmin ediyorum.

Deneyimli olanlardan ricam, jel elektrolitte ya anot yüzeyinde korozyonu yavaşlatmak için pratikte işe yarayan bir şey var mı? Passivasyon tabakası mı atmalıyım, yoksa elektrolitin pH’ı/bileşimiyle mi oynamalıyım? Tecrübelerinizi merak ediyorum.

[Harun Oral]

Reis bak olayın aslı tam olarak şu şekilde işliyor: Gözenekli anotun verdiği o büyük yüzey alanı aynı zamanda korozyon için de geniş bir cephe açıyor, yani iki uçlu kılıç. Jel elektrolit tek başına seni kurtarmaz, onu bir koruyucu sistem olarak değil, iletken ortam olarak düşünmen lazım.

İşte deneyimle öğrendiğim sıralama şöyle: Önce anot yüzeyine ince bir passivasyon kabartması at, SiO2 veya Al2O3 gibi ALD (atomic layer deposition) ile nanometrik katmanlar çok işe yarar. Bu tabaka silikonu fiziksel olarak korur ama iyon geçişine izin verdiği için performansını çok düşürmez. Eğer ALD imkanın yoksa, kimyasal oksidasyonla doğal bir oksit kabak oluşturup sonra onu stabilleştirmeye çalış.

İkinci olarak jel elektrolitin içine korozyon inhibitörü katmanı ekle. Özellikle inorganik katyonlar ve fosfat/borat bazlı bileşenler anot yüzeyinde pasif bir tabaka oluşturarak çözülme hızını düşürür. pH kontrolü de kritik, aşırı asidik ya da alkali ortam silikonu direkt saldırır, nötere yakın tutmaya çalış.

Son olarak gözenek geometrisine de bak, çok geniş gözenekler korozyonu derine taşır, dar ve düzenli gözenek seçmek yüzeyi korur. Bunları tek tek deneyerek en iyi dengeyi bulursun, hepsini birden değiştirirsen hangi faktörün işlediğini göremezsin. Umarım işini görür, denersin dönersin.

"ping -c 4 1.1.1.1 | 4 packets transmitted, 0% packet loss, time 28ms"

[Yazar]

Yazılar