Pil Nedir? Pilin Özellikleri Ve Yapısı Hakkında

Pil, bilim ve teknolojide kimyasal enerjinin depolanabilmesi ve elektriksel bir forma dönüştürülebilmesi için kullanılan bir aygıttır Piller, bir veya daha fazla elektrokimyasal hücre, yakıt hücreleri veya akış hücreleri gibi, elektrokimyasal aygıtlardan oluşur

Bilinen en eski insan yapısı piller, Bağdat Pilleridir MÖ 250 ve MS 640 yılları arasında yapıldığı tahmin edilmektedir Pillerin gelişimi, 1800 yılında İtalyan fizikçi Alessandro Volta tarafından geliştirilen Voltaik (Voltaic) pil ile başlamıştır Dünya çapında pil endüstrisi (2005 yılı yaklaşık değeri) 48 milyon ABD doları ciroya sahiptir1

Pil kapasitesi
Eğer bir pilin voltajı genel olarak sabitse, bir pilin enerji depolama kapasitesi pilin içinden geçebilen enerji miktarına göre değişir Bu amper-saat olarak tanımlanır ve A-h ile gösterilir 1 A-h 3600 coulomba eşittir Eğer bir pil 1 saat boyunca kesintisiz 1 A veya 1 coulomb/sn enerji üretebiliyorsa bu pilin kapasitesi 1 A-h?dir Pilin içinde ne kadar elektrolit ve elektrot varsa pil kapasitesi o kadar fazla olur Bu yüzden içinde aynı voltajı sağlayan kimyasal reaksiyonlar meydana gelse bile küçük pillerin kapasitesi büyük pillere göre daha azdır Hücreler içindeki kimyasal reaksiyonlardan dolayı, pillerin bitme süreleri akımın büyüklüğü, akım süresi, sıcaklık ve diğer başka faktörler gibi çevresel etmenlere göre değişebilir

Pil üreticileri pillerini derecelendirmek için standart bir yöntem kullanmaktadırlar Pil sabit akım ve sabit zamanda (10 saat 20 saat gibi) her hücre için belirlenmiş voltaja düşürülür Mesela 100 A-h ?lık bir pil, 5 A'lık bir akım ve oda sıcaklığında 20 saat dayanmaktadır Bir pilin verimliliği farklı boşalma hızlarında farklıdır Düşük hızda boşaltılırken pilin enerjisi yüksek hızdaki boşalmaya göre daha verimli dağıtılır Buna "Peukert Yasası" denir

Çeşitleri
Genel olarak piller, kullanıldıktan sonra atılan (Non-rechargeable) ve tekrar şarj edilebilen (Rechargeable) piller olarak ikiye ayrılır

* Kullanıldıktan sonra atılan (şarj edilmeyen) piller:
o Çinko-karbon pil - Düşük maliyetli - az enerji gerektiren uygulamalar için
o Çinko-klorid ? Çinko?karbon pilden biraz daha uzun ömürlüdür
o Alkalin pil - Alkaline/manganez "uzun ömürlü" pillerdir , daha fazla güç ihtiyacı gerekriren uygulamalarda da kullanılabilir
o Gümüş-oksit pil ? Genelde işitme cihazlarında kullanılır
o Lityum (Lithium) pil ? Genelde dijital kameralarda kullanılır Saat ve bilgisayar saatlerinde de kullanıldığı görülürÇok uzun ömürlüdür, fakat pahalıdır
o Merküri (Mercury) pil ? Genelde dijital saatlerde kullanılır
o Çinko-hava pil ? Genel olarak işitme cihazlarında kullanılır
o Isıl (Termal) pil ? Yüksek sıcaklık depolar Askeri uygulamalarda önem taşır

* Şarj edilebilen (tekrar kullanılabilen) piller:
o Kurşun-asit pil ? Araçlar, alarm sistemleri ve kesintisiz güç ihtiyacı olan yerlerde kullanılır
o Lityum-iyon pil ? Oldukça yaygın olan türdür Yüksek şarj yoğunluğu vardır Dizüstü bilgisayar, cep telefonları, mp3 çalarlar ve daha birçok taşınabilir dijital cihazda kullanılır
o Lityum-iyon polimer pil ? Lityum iyon pilin temel karakteristiklerini taşır, farkı daha az şarj yoğunluğu olmasıdır Bu pilin kimyası üreticinin ihtiyacına göre kullanım yeri avantajı yaratabilmesidir (Örneğin; ultra ?ince pil)
o Sodyum-sülfür (NaS) pil
o Nikel-demir pil
o Nikel metal hibrid (Ni-MH) pil
o Nikel-kadmiyum pil - Li-Ion ve Ni-MH pil tiplerinin tüm uygulamalarında kullanılabilir Bu pil, uzun şarj adedine sahiptir (1500 defanın üzerinde) Fakat diğer tiplere göre daha az enerji yoğunluğuna sahiptir Ni-Cd piller eski teknolojide kullanılmakta olup, hafıza sorunlarına yol açmalarından dolayı yerini modern pillere bırakmaktadır
o Sodyum-metal klorid pil
o Nikel?çinko pil
o Erimiş tuz pili

Çevreye Etkisi
250 yıllık gelişiminden beri piller en pahalı enerji kaynakları arasında yer almaktadır, ayrıca bünyesinde çok pahalı ürünler hatta bazen riskli kimyasallar bulundurmaktadır Bu yüzden günümüzde artık çoğu bölgede kullanılmış pillerdeki pahalı ve toksik maddelerin geri kazanımı için geri dönüşüm merkezleri bulunmaktadır Piller yutulduğunda tehlikeli ve ölümcül olabilir