KÜRESEL ÖLÇEKTE ELEKTRİKLİ ARAÇLARIN YAYGINLAŞMASI, BATARYA TEKNOLOJİLERİNİ STRATEJİK REKABET ALANINA DÖNÜŞTÜRMEYE DEVAM EDİYOR. LİTYUM-İYON BATARYALAR LİDERLİĞİNİ KORURKEN, SODYUM-İYON VE KATI HAL GİBİ ALTERNATİF TEKNOLOJİLER DAHA GÜVENLİ, ÇEVRE DOSTU VE DÜŞÜK MALİYETLİ SEÇENEKLER SUNUYOR. ÇİN’İN BATARYA ÜRETİMİNDE DOMİNANT ROLÜ, AVRUPA VE ABD’Yİ TEDARİK BAĞIMLILIĞI KONUSUNDA ENDİŞELENDİRİRKEN, TÜRKİYE İSE BU YARIŞTA AR-GE ÇALIŞMALARI VE GERİ DÖNÜŞÜM ODAKLI PROJELERLE TEKNOLOJİYE KATKI SUNMAYA ODAKLANIYOR. GELECEKTE BATARYA TEKNOLOJİLERİ VE HİDROJEN YAKIT HÜCRELERİ ARASINDA SÜRECEK OLAN BU YARIŞTA SADECE KAYNAK DEĞİL, VİZYON VE YATIRIM DA BELİRLEYİCİ OLACAK.
GİZEM TÜMBAY KOÇAK
Elektrikli araçlara olan talep her geçen gün artarken, alternatif batarya konuları da gündemdeki yerini koruyor. Elektrikli araç sektöründeki hızlı ilerlemeler ile birlikte, lityum-iyon batarya sistemlerine olan taleplerin artışı arz-talep ilişkisinden dolayı lityum hammadde fiyatlarının dalgalanmasına sebep oluyor. Öyle ki, 2022 yılında 80 doların üzerine çıkan lityum hammadde kg fiyatları, an itibarıyla 20 dolar altında seyrediyor. Ancak artan talep ile birlikte bu rakamların çok kolay bir şekilde artması bekleniyor.
Tam da bu sebepten dolayı lityum-iyon pillere birçok yeni alternatif ortaya çıkıyor, test ediliyor ancak tam anlamıyla bir türlü hayata geçemiyor. Lityum bazlı bataryaların hem hammadde ile ilgili hem de güvenlik ile ilgili risklerinden dolayı farklı batarya sistemleri veya var olan lityum bataryaların çalışma mekanizmalarında radikal değişiklikler üzerine yoğun çalışmalar devam ediyor. Bunların en başında ise katı hal bataryalar, lityum-sülfür bataryalar ve sodyum-iyon bataryalar geliyor.
PATLAMA RİSKİ DAHA DÜŞÜK: KATI HAL BATARYALAR
Lityum katı hal bataryalarda geleneksel lityum-iyon bataryalardan farklı olarak sıvı elektrolit yerine katı bir elektrolit kullanılıyor. Bu yapı, daha yüksek enerji yoğunluğu, gelişmiş güvenlik özellikleri ve potansiyel olarak daha uzun ömür sunuyor. Katı elektrolitler, genellikle seramik malzemeler veya katı polimerlerden oluşuyor ve lityum iyonlarının anot ile katot arasında taşınmasını sağlıyor. Bu bataryalar, yüksek sıcaklıklarda daha iyi performans gösterirken düşük yanma ve patlama riski bulunuyor. Ayrıca, daha kompakt tasarımlara olanak tanıyarak, özellikle elektrikli araçlarda menzil artışı potansiyeli sunuyor. Ancak, bu teknolojinin ticarileştirilmesi için üretim maliyetlerinin düşürülmesi ve büyük ölçekli üretim zorluklarının aşılması gerekiyor.
ÇEVRE DOSTU: LİTYUM-SÜLFÜR BATARYALAR
Lityum sülfür bataryalar, yüksek enerji yoğunluğu potansiyeli ile gelecek vadeden bir batarya teknolojisi olarak karşımıza çıkıyor. Bu bataryalar, lityum metal anot ve sülfür katot kullanarak geleneksel lityum-iyon bataryalara göre teorik olarak beş kat daha yüksek enerji yoğunluğu sunabiliyor. Lityum sülfür bataryaların avantajları arasında düşük maliyet, hafiflik ve çevre dostu olmaları sayılıyor. Ancak bu teknolojinin ticarileştirilmesi için hâlâ aşılması gereken zorluklar bulunuyor. Bunlar arasında kısa döngü ömrü, kendiliğinden yüksek deşarj oranı ve “shuttle” etkisi olarak bilinen lityum polisülfitlerin anot ve katot arasında istenmeyen hareketi yer alıyor. İyileştirmeye yönelik çalışmalar ise devam ediyor.
DAHA DÜŞÜK MALİYETLİ: SODYUM-İYON BATARYALAR
Sodyum iyon (Na-iyon) bataryalar ise elektrikli araç endüstrisinde giderek daha fazla ilgi görüyor. Bu bataryalar, lityum iyon bataryalara göre daha düşük maliyetli ve daha bol bulunan sodyum elementini kullanıyor. Birçok firma, sodyum iyon teknolojisini geliştirmek ve ticarileştirmek için çalışmalar yürütüyor. Elektrikli araçlarda kullanımı açısından özellikle kısa ve orta menzilli araçlar için uygun bir alternatif sunuyor. Bu bataryalar, hızlı şarj olabilme, geniş sıcaklık aralığında çalışabilme ve daha uzun ömür gibi avantajlar sağlıyor. Ancak, enerji yoğunluğu açısından lityum-iyon bataryalara göre hâlâ dezavantajlı konumda yer alıyor. Bu nedenle, özellikle şehir içi kullanım ve toplu taşıma araçları gibi alanlarda daha yaygın kullanım potansiyeli taşıyor.
Çin’den CATL ve HiNa Battery Technology Co şirketleri, İngiltere’den AMTE Power PLC, İsveç’ten Northvolt ve Altris AB ve Fransa’dan Tiamat şirketi sodyum-iyon pillerin geliştirilmesi ve üretimine öncülük eden şirketler arasında yer alıyor. Dolayısıyla, sodyum-iyon pillerin gelecekte lityum-iyon pillere göre daha önemli olacağı ve daha fazla role sahip olacağı düşünülüyor.
Lityum-iyon pillere en iyi alternatif olan sodyum-iyon bataryalı ilk elektrikli otomobiller, Yiwei ve JMEV tarafından Çin’de üretiliyor. İki kompakt elektrikli aracın ilki, 2023 yılında elektrikli otomobil markası Yiwei tarafından Hina Battery ile üretiliyor. Renault ve Jiangling Motors Electric Vehicle markasına ait olan ikinci model ise Farasis Energy’nin sodyum pilleriyle donatılıyor. Araç, 252 km’lik bir menzile sahip.
Sodyum-iyon bataryaların çevreye olan zararının az olması ve ham madde üretim maliyetlerinin lityum pillere göre daha düşük olması bu pillerin yakın gelecekte daha da yaygınlaşacağını gösteriyor.
NADİR ELEMENTLER KULLANIM MALİYETLERİNİ ARTIRIYOR
İnönü Üniversitesi Batarya Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi’nin yaklaşık 10 yıldır sodyum-iyon bataryalar üzerine çalışmalar yaptığından bahseden Prof. Dr. Serdar Altın, “Türkiye’de bu alanda en çok çalışma yapan ekip olarak ülkemizde Na-iyon batarya Ar-Ge ve yatırım çalışmalarında öncü rol oynuyoruz. Bahsedilen batarya tiplerinde nadir elementler kullanıldığı için bu tip bataryaların gündelik hayatımızdaki teknolojilere aktarılması çok mümkün gözükmüyor. Bunun nedeni ise hem altının hem de platinin çok değerli madenler arasında yer alması oluyor. Lakin özellikle hem savunma sanayinde hem de uzay çalışmalarında gerekli görülebilir ise kullanılma durumu söz konusu. Bunu bir örnek ile açıklamak gerekirse; gümüş-çinko piller altın ve tungsten bazlı piller ile karşılaştırıldığında üretim maliyetleri çok yüksek olmasına rağmen ilk uzay çalışmalarında NASA tarafından kullanılmıştı. Bunun sebebi ise çok kararlı bir batarya performansı sağlamaları oldu. Dolayısı ile neyi niye kullanacağımız bizler için önem arz ediyor” diyor.
Katı hal bataryalar özellikle güvenlik risklerini en yüksek seviyeye çıkarmak için önem arz ederken, lityum içermeyen batarya sistemlerindeki en büyük rakip olarak ise sodyum bataryalar karşımıza çıkıyor. Altın’a göre, özellikle sodyum batarya üreten firmaların bu bataryaları elektrikli araçlara uygulama çabaları, yakın gelecekte bu tür bataryaları günlük hayatta görmemize sebep olacak. Sodyum bataryaların yaygınlaşması ile birlikte bu bataryada kullanılan sodyum kaynağının dünya genelinde çok daha ulaşılabilir ve düşük maliyetle elde edilebilir olması, Altın’a göre artık maden kısmından daha çok teknoloji kısmının baskın olması anlamına geliyor.
Devamı Z Raporu Mart 2026 Sayısında…
