Pil, kimyasal bir tepkimede açığa çıkan enerjiyi elektrik enerjisine çeviren bir cihazdır. Üretilen elektrik enerjisi, başka bir enerji biçiminin dönüştürülmesinden kaynaklanmaktadır. Buna göre ısı enerjisini elektrik enerjisine çevirenlere termoelektrik, güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirenlere güneş pili, nükleer enerjiyi elektrik enerjisine çevirenlere atom hücresi (nükleer reaktör), ışık enerjisini çeviren hücrelere ise güneş pili denir. enerjiye dönüştürenlere güneş pilleri, elektrofotovoltaik hücreler (fotovoltaik hücreler), kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirenlere ise elektrokimyasal piller denir. Ancak pil denilince akla elektrokimyasal piller gelmektedir.
Elektrokimyasal piller genellikle bir elektrolit ile ayrılmış iki iletken elektroda sahiptir. Biri pozitif, diğeri negatif olarak adlandırılan bu iki elektrot, pil çalışırken içinden geçen akımı elektrolitten ayıran pilin iki ucuna bağlanır. Bu, pilin etrafında yalıtkan bir hidrojen tabakası oluşturur ve pil akışı azaltılır ve durdurulur. Bu durumda pil kutuplanmıştır. Kutuplaşmayı önlemek için pil bir eklenti ile donatılmıştır. Hidrojeni oluşturduğu ölçüde saçan ve okside eden antipolar ajan ya elektrolit çözeltisine eklenir ya da anot etrafına yerleştirilir.
Tarih:
Elektrokimyasal pilin ilk örneği 1800 yılında Voltaca tarafından geliştirildi. Voltaca kubbesi, asidik suyla ıslatılmış ve ortasında delikler olan kumaş parçalarıyla birbirinden ayrılmış dairesel bakır ve çinko şeritlerinden oluşuyordu. Son pirinç plaka, son çinko plakaya bağlarla ayrılmış, değişen dairesel bakır ve çinko şeritlerinden oluşur. Son bakır levha son çinko levhaya bağlandığında metal telden akım akıyordu. Daha sonra Cruikshank, bu batarya için asitli su sızıntısı ve kısa devre olasılığını ortadan kaldıran tekne bataryasını geliştirdi. 1826’da Becquerel, özellikle anoda akım uygulandığında bu pilin emf’sindeki azalmayı, elektrolizin bir sonucu olarak hidrojen kabarcıklarının birikmesiyle ilişkilendirerek açıkladı. Daha sonraki çalışmalar pilde polarizasyonun önlenmesine odaklanmış ve toplanan piller laboratuvar pilleri başlığı altında geliştirilmiştir.Boggendorff’un 1842 yılında tasarladığı potasyum dikromat içeren pil de laboratuvar pilleri arasındadır. Daha sonra Grenet, Dufctet ve Trouvece tarafından geliştirilen bu pilde, pozitif elektrot topak halindeki kömürden, negatif elektrot çinkodan ve elektroliz potasyum dikromat sülfürik asit çözeltisinden oluşuyordu. Sürekli, yüksek bir akış hızına ve eleman başına yaklaşık 2 voltluk bir elektromotor kuvvete sahiptir. 1842’de geliştirilen Bunsen pilinde, antipolarize edici olarak nitrik asit kullanıldı. İlk olarak Ferryce tarafından geliştirilen polarize olmayan piller, 105 volt elektromotor kuvvete sahip düşük yoğunluklu akım üreteçleridir. Özellikle zil ve telefon gibi kesintili akım uygulamalarında kullanılırlar. Bir Feribot bataryasında, dış hava gözenekli kömürden yapılmış anoda yayılır ve böylece bataryanın polarizasyonunu ortadan kaldırır. Bu pilde negatif elektrot çinkodur ve elektrolit bir amonyum klorür çözeltisinden oluşur.
1836’da geliştirilen Danieli’nin pili, polarize olmayan iki sıvı pilin ilk örneğidir.Polarize olmayan pillerde, her elektrot ayrı bir metalden yapılır ve yapıldığı metalik tuzun içine yerleştirilir. Daniell pilinde anot, bakır madeninden ve bir bakır sülfat çözeltisinden yapılmıştır; Negatif elektrot çinko cevherinden yapılmıştır ve bir çinko sülfat çözeltisine daldırılmıştır. Bu pilin 0,8 volt olan elektromotor kuvveti hiç değişmiyor. Yaygın olarak kullanılan piller, elektroliti antipolarize edici olarak magnezyum dioksit içeren amonyum klorür, toza batırılmış pozitif elektrot, Arne kömürü ve negatif çinkodan oluşan Leclanche pilidir. İlk olarak 1868 yılında imal edilen bu pil daha sonraları kuru olarak adlandırılan ve kullanıma uygun piller ile değiştirilmiştir. Kuru bir hücrede, çinkodan yapılmış negatif elektrot, pili çevreleyen silindiri oluştururken, elektrolitte bir jel içinde tutulur. Tüm kuru piller, yaklaşık 1,5 voltluk bir elektromotor kuvvete sahiptir. Çalışma direnci, jeneratörün boyutlarına bağlıdır.
Yakıt hücreleri, bu pil bir elektrokimyasal jeneratördür. Belirli bir sıcaklık ve basınç altında, suyun oksijen veya havadan hidrolizinin aksine, katalizör ortamında (hidrojen veya hidrojene bileşikler) bir reaksiyon gerçekleştirirler. Hidrojen iyonlarının oksijen iyonlarıyla karışımından su elde edilir ve bu sırada elektrik akımı üretilir. Güneş pilleri, güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirir ve çalışma prensibi transistörlerinkine benzer. Bu piller, yarı iletken gövdelerin tek kristallerinden oluşur.
atomik piller (nükleer reaktörler); Atom pilleri (nükleer reaktörler). Nükleer enerjiyi elektrik enerjisine çevirirler. Bir uranyum veya platonyum çekirdeğinin bölünmesi sırasında, büyük miktarda enerji açığa çıkarken, yeni bir bölünmeye yol açabilecek birçok nötron salınır. Böylece, ortaya çıkan zincirleme reaksiyon kontrol edilebilecek kadar yavaş gelişirse, bir atom pili elde edilir. İlk kez uranyum-238’den bir nötron alarak plütonyum üretmek için atom pilleri yapıldı.Atom bombasının yapımında kullanılan plütonyumun üretilmesinden sonra atom pillerinin kullanımı kısa sürede yaygınlaştı. Bu piller tıpta, biyolojide vb. Alanlarda kullanılan radyoizotopların hazırlanmasında ve özellikle nötronlarla ilgili olarak fizik, biyoloji vb. alanlarda çok yoğun bir radyasyon kaynağıdırlar. deneylerde kullanılmaya başlandı.
katip:Gilan Gencay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]