Pilin ne olduğunu ve bu cihazın nasıl çalıştığını açıklıyoruz. Ayrıca, mevcut pil türleri ve pil nedir.
pil nedir?
Elektrik pili veya akümülatör olarak da adlandırılan bir elektrik pili, elektrik pillerini dönüştürebilen elektrokimyasal hücrelerden oluşan bir cihazdır. kimyasal enerji içinde elektrik gücü. Böylece piller doğru akım üretir ve bu şekilde boyutlarına ve güçlerine bağlı olarak farklı elektrik devrelerine güç sağlamaya hizmet eder.
Piller 19. yüzyılda icadından ve 20. yüzyılda kitlesel ticarileşmesinden bu yana günlük hayatımıza tamamen dahil olmuştur. Pillerin gelişimi, elektroniğin teknolojik ilerlemesi ile el ele gider. Uzaktan kumandalar, saatler, bilgisayarlar Her türden cep telefonları ve çok sayıda çağdaş cihaz, pilleri elektrik gücü kaynağı olarak kullanır, bu nedenle çeşitli güçlerde üretilirler.
Pillerin, bileşimlerinin doğasına göre belirlenen ve amper-saat (Ah) olarak ölçülen bir şarj kapasitesi vardır; bu, pilin sürekli bir saat boyunca bir amper akım iletebileceği anlamına gelir. Şarj kapasitesi ne kadar yüksek olursa, içinde o kadar fazla akım depolayabilir.
Son olarak, çoğu ticari pilin kısa yaşam döngüsü, onları güçlü bir kirletici haline getirmiştir. sular Y topraklar, yaşam döngüleri tamamlandıktan sonra yeniden şarj edilemez veya yeniden kullanılamazlar ve atılırlar. Metal kapakları paslandıktan sonra piller boşalır. Çevre kimyasal içeriği ve bileşimini değiştirmek ve pH.
Bir pil nasıl çalışır?
Bir pilin temel prensibi oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarından oluşur (redoks) Belli ki kimyasal maddeler, biri kaybeder elektronlar (oksitlenir) diğer elektron kazanırken (indirgenir), gerekli koşullar verildiğinde ilk konfigürasyonuna geri dönebilir: elektrik (şarj) veya devrenin kapatılması (deşarj).
Piller, pozitif kutbu (anot) ve negatif kutbu (katot) olan kimyasal hücrelerin yanı sıra dışarıya elektrik akışını sağlayan elektrolitler içerir. Bu hücreler, pilin tipine bağlı olarak tersinir veya tersinmez bir süreçle kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür ve pil tamamlandığında pilin alma kapasitesini tüketir. Enerji. Bunda iki tip hücre ayırt edilir:
- Öncelik. Reaksiyon meydana geldikten sonra orijinal hallerine dönemeyenler, böylece depolama yeteneklerini tüketirler. elektrik akımı. Bunlara şarj edilemeyen piller de denir.
- Liseler. Orijinal kimyasal bileşimlerini eski haline getirmek için bir elektrik enerjisi uygulaması alabilen ve tamamen tükenmeden önce birçok kez kullanılabilenler. Şarj edilebilir piller olarak da adlandırılırlar.
Pil türleri
Üretimlerinde kullanılan elemanlara bağlı olarak birçok pil türü vardır, örneğin:
- Alkalin piller. Genellikle tek kullanımlık. Elektrolit olarak potasyum hidroksit (KOH) kullanırlar. bu Kimyasal reaksiyon enerji üreten çinko (Zn, anot) ile manganez dioksit (MnO2, katot) arasında oluşur. Son derece kararlı pillerdir, ancak kısa ömürlüdürler.
- Kurşun asit piller. Araçlarda ve motosikletlerde yaygındır. Şarj edildiğinde iki elektrota sahip olan şarj edilebilir pillerdir. öncülük etmek: bir kurşun dioksit katodu (PbO2) ve bir süngerimsi kurşun anot (Pb). Kullanılan elektrolit sülfürik asit (H2SO4) sulu çözelti içinde. Öte yandan, pil boşaldığında kurşun, metalik kurşun (Pb) üzerinde biriken kurşun (II) sülfat (PbSO4) şeklindedir. Daha sonra, ilk yükleme sırasında, PbSO4, negatif plakalarda Pb'ye indirgenir ve pozitif plakalarda PbO2 oluşur. Bu süreçte kurşun oksitlenir ve aynı zamanda indirgenir. Öte yandan, deşarj sırasında PbO2, PbSO4'e indirgenir ve Pb, ayrıca PbSO4 üretmek üzere oksitlenir. Bu iki işlem, PbSO4 kristalleri kimyasal reaktiviteyi kaybedemeyecek kadar büyük olana kadar döngüsel olarak tekrarlanabilir. Bu, pilin sülfatlandığı ve yenisiyle değiştirilmesi gerektiği halk dilinde söylendiği durumdur.
- piller nikel. Çok düşük maliyetli ama korkunç performans, tarihte ilk üretilenlerden bazıları. Buna karşılık, aşağıdakiler gibi yeni pillere yol açtılar:
- Nikel-demir (Ni-Fe). Nikel kaplı çelik levhalarla sarılmış ince borulardan oluşuyorlardı. Pozitif plakalarda nikel (III) hidroksit (Ni (OH) 3) ve negatif plakalarda demir (Fe) vardı. Kullanılan elektrolit potasyum hidroksittir (KOH). Ömürleri çok uzun olmasına rağmen düşük performansları ve yüksek maliyetleri nedeniyle üretimi durdurulmuştur.
- Nikel-kadmiyum (Ni-Cd). Bir kadmiyum (Cd) anot ve bir nikel (III) hidroksit (Ni (OH) 3) katottan ve elektrolit olarak potasyum hidroksitten (KOH) oluşurlar. Bu akümülatörler mükemmel şekilde şarj edilebilir, ancak düşük enerji yoğunluğuna sahiptir (zar zor 50Wh/kg). Ayrıca, yüksek hafıza etkisi (eksik şarj yaptığımızda pillerin kapasitesinin azalması) ve kadmiyumun çok kirletici olması nedeniyle giderek daha az kullanılmaktadırlar.
- Nikel-hidrit (Ni-MH). Anot için nikel oksihidroksit (NiOOH) kullanırlar ve alaşım katot olarak metal hidrit. Ni-Cd pillere kıyasla daha yüksek yük kapasitesine ve daha az hafıza etkisine sahiptirler ve ayrıca pil ömrünü etkilemezler. Çevre Cd'leri olmadığı için (çok kirletici ve tehlikeli). Mükemmel şekilde şarj edilebilir oldukları için elektrikli araçlarda kullanılmaya öncülük ettiler.
- Lityum-iyon (Li-ION) piller. Elektrolit olarak bir lityum tuzu kullanırlar. Dünyada en çok kullanılan pillerdir. elektronik cep telefonları ve diğer taşınabilir cihazlar gibi küçük boyutlu. Muazzam enerji yoğunlukları ile öne çıkıyorlar, çok hafif olmalarına, küçük boyutlara ve iyi performansa sahip olmalarına, ancak maksimum üç yıllık ömürlerine sahip olmalarına ekleniyorlar. Sahip oldukları bir diğer avantaj, düşük hafıza etkisidir. Ayrıca aşırı ısındıklarında elemanları yanıcı olduğundan patlayabilirler, bu nedenle güvenlik elemanlarının dahil edilmesi gerektiğinden üretim maliyetleri yüksektir.
- Lityum polimer (LiPo) piller. Sıradan pillerin bir varyasyonudur. lityum, daha iyi bir enerji yoğunluğuna ve daha iyi bir boşalma hızına sahiptirler, ancak şarjlarını %30'un altında kaybederlerse kullanılamaz olma dezavantajına sahiptirler, bu nedenle tamamen boşalmalarına izin verilmemesi önemlidir. Ayrıca aşırı ısınabilir ve patlayabilirler, bu nedenle pile bakmak için asla çok uzun süre beklememek veya her zaman yanıcı maddelerden uzak, güvenli bir yerde tutmak çok önemlidir.
Pil ve pil
İspanyolca konuşulan birçok ülkede yalnızca terimpil.
Şartlar pil Y pil bu bağlamda eş anlamlıdırlar ve elektriğin insan manipülasyonunun ilk günlerinden gelirler. İlk akümülatörler, başlangıçta sağlanan akımı artırmak için hücre gruplarından veya metalik disklerden oluşuyordu ve bu iki şekilde düzenlenebiliyordu: biri üst üste, pilşeklinde veya yan yana pil.
Bununla birlikte, açıklığa kavuşturulmalıdır ki, İspanyolca konuşulan birçok ülkede yalnızca terim pil, ve tercih edilir akümülatör kapasitörler vb. gibi diğer elektrikli cihazlar için.