Pil, başka bir elektrik enerjisinin kullanılmasıyla gerçekleşen kimyasal tepkimenin açığa çıkardığı enerjiyi, elektrik enerjisine dönüştüren aygıttır. Bu tanımdan yola çıkarsak;
-Isı enerjisini elektrik enerjisine çevirenlere termopil,
-Güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirenlere güneş pili,
-Nükleer enerjiyi elektrik enerjisine çevirenlere atom pili (nükleer reaktör),
-Işık enerjisini elektrik enerjisine çevirenlere fotopil (fotovoltaikpil),
-Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirenlere de elektrokimyasal pil denilmektedir [1].
Görüldüğü üzere birçok pil çeşidi mevcut olup, günümüzde ise pil denildiğinde akla ilk olarak elektrokimyasal piller gelmektedir. Bunun asıl nedeninin, diğer pil türlerine göre elektrokimyasal pillerin daha yaygın olarak kullanılması olduğunu söyleyebiliriz. Elektrokimyasal piller, basit olarak bir anot (pozitif elektrot), bir katot (negatif elektrot), bir elektrolit, ayırıcılar ve dış kılıftan oluşmaktadır.
Pilin İcadı
Pilin bulunuşu 1780’li yıllarda bilim adamı Luigi Galvani tarafından yapılan ünlü kurbağa deneyine kadar uzanmaktadır. Ünlü deneyin sonuçları, 1791 yılında Galvani tarafından açıklanmış ve “Hayvansal Elektrik” teorisi ortaya atılmış oldu. Bu teori, ölü bir kurbağanın bacağındaki sinirlerin neşter ile kesildiğinde kasıldığını gözlemleyerek oluşturulmuştu. Bu teoriye göre, canlıları oluşturan hücreler elektrik içermekteydi.
1793 yılından itibaren ise Galvani’nin bu deneylerine bilim adamı Alessandro Volta devam etmiştir. Volta ise, kurbağa bacağı kasılmalarının farklı iki metalden kaynaklandığını ve hücrelerin sıvı içermesinden kaynaklandığını gözlemlemiştir. Volta göre elektrik elde edebilmek için iki farklı metale ve sıvıya ihtiyaç olmalıydı. Bu ihtiyaçlar doğrultusunda çalışmalarını sürdüren Volta, bakır ve çinko madenleri alarak aralarına tuzlu suya batırılmış süngerler yerleştirip elektrik akımını elde etmeyi başardı. Böylece 1800 yılında ‘Volta Pili’ adı verilen ilk pil icat edilmiştir. Volta’nın ölümünden 54 yıl sonra yani 1881’de ‘Volt’ adı, elektrikte kullanılan gerilimin birimi olarak onun anısına ithafen kullanılmaya başlandı [2].
Pilin Kullanım Alanları ve Çeşitleri
Pillerin çok yaygın bir kullanım alanına sahip olduğunu söylemek mümkündür. Öyle ki piller; cep telefonları, bilgisayarlar, radyolar, hesap makineleri, saatler, oyuncaklar, küçük ev aletleri, TV kumandaları gibi araç gereçlerde kullanılmaktadır. Dolayısıyla da piller, okullar, hastaneler, hava limanları, endüstriyel üretim alanları gibi hayatımızın her alanında bulunmaktadır.
Piller, ıslak hücreli piller ve kuru hücreli piller olmak üzere iki kısıma ayrılabilir. Kuru hücreli pilleri ise şarj edilemeyen piller (primer) ve şarj edilebilir piller (sekonder) olarak alt gruplara ayırmak mümkündür [3], [4].
1- Islak hücreli piller (Aküler)
2- Kuru hücreli piller
- Şarj edilemeyen piller (çinko-karbon, alkali-mangan, civa-oksit, gümüş-oksit, çinko-hava, lityum mangandioksit)
- Şarj edilebilir piller (nikel-kadmiyum, nikel-metal hidrid, lityum-iyon, lityum-polimer)
Pil Kullanımında Dikkat Edilmesi Gerekenler [1]
1- Türkiye’de pil üretimi yapılmamaktadır. Piyasaya sürülen pillerin tamamının ithal olduğu düşünüldüğünde, menşei belli olmayan pillerin satın alınmaması gerekmekte, dünyaca tanınmış pil markalarının kullanımına özen gösterilmelidir.
2- Farklı gerilim ve tiplerdeki piller ve şarjlı/şarjsız piller aynı cihaz içinde kullanılmamalıdır. Bu gibi durumlarda piller arasında en düşük gerilime sahip olanı öncelikle deşarj olup ömrünü tüketecek ve bilahare bu pil şişecek, delinecek ve akacaktır. Ayrıca bozulan pil iyi konumda olan diğer pilleri de bozacaktır. Cihazlardaki piller değiştirilirken, tamamının yenileriyle değiştirilmesine dikkat edilmelidir.
3- Piller hiçbir şekilde ısıtılmamalı ve ateşe atılmamalıdır. Piller devamlı güneş ışığı alan yerlerde tutulmamalı, soba veya radyatör gibi ısı kaynaklarından uzakta muhafaza edilmeli ve özellikle yazın arabaların torpido gözlerinde bırakılmamalıdır.
4- Pillerin artı ve eksi uçları birbirlerine iletken bir madde ile birleştirildiğinde kısa devre oluşur ve açığa çıkan yüksek seviyedeki akım nedeniyle pilde elektrolit sızması, gaz çıkışı, yanma ve hatta patlama meydana gelebilir.
5- Piller ve bataryalar sökülmemeli, içleri açılmamalı, delinmemeli ve ezilmemelidir. Aksi takdirde pilin elektrolitinin dışarıya sızması ve ciltle hatta gözle teması söz konusu olabilir. Bu gibi durumlarda yapılacak ilk şey temas noktalarının bol suyla yıkanmasıdır.
6- Düğme pillerin çocuklar tarafından kolayca yutulabilme riskine karşı, piller ortalıkta bırakılmamalıdır.
7- Gaz çıkışı, ısınma, şişme, akma, yanma, alevlenme ve patlama riskine karşılık özellikle primer piller ve primer lityum piller kesinlikle şarj edilmemelidir.
8- Sekonder piller kendilerine mahsus cihazlarda 1525ºC sıcaklık aralığında ve belirlenen şarj sürelerine uyularak şarj edilmelidir.
9- Lityum İyon piller çok yüksek enerji kapasitelerine sahip olduklarından, bu pillerin kullanımında çok dikkatli olunmalı ve üretici tarafından belirlenen şarj koşullarına uyulmalıdır.
10- Uzun süre kullanılmayan cihazlardaki piller çıkartılmalı, kutupları kuru bir bezle silinmeli ve artı kutup bir bantla kapatılarak, naylon bir torbada muhafaza edilmelidir. Ayrıca yeni satın alınmış piller kullanılıncaya kadar orijinal ambalajından çıkartılmamalıdır.
11- Piller su, deniz suyu veya diğer oksitleyici maddelerle temas ettirilmemelidir. Bu tür maddeler başlık ve diğer metalik kısımlarda paslanmaya yol açacaktır.
12- Piller yüksek sıcaklık yaratacağından direk lehimleme işlemlerine tabi tutulmamalıdır.
Pil İhtiyacının Karşılanması
Hayatımızın her alanında, kullanımı zorunlu bir ihtiyaç haline gelen elektrik enerjisi, günümüzde çeşitli yollarla karşılanmaktadır. Bunların asıl kaynağı her zaman farklı olmakla birlikte elde edilen elektrik enerjisinin depolanması ise üzerinde durulması gereken ayrı bir konu olmaktadır. Bu konunun temellerini 1800 yılında Alessandro Volta ‘Pil’i bularak atmıştır. Bu önemli buluşun ardından, prize bağımlı olmadan elektrik kullanımı mümkün olmuş ve teknolojinin gelişiminin önündeki en büyük engelde aşılmış oldu. Fakat dengenin kurulamaması (örneğin, cep telefonu pil kapasitelerinin yetersiz oluşu.) günümüzde kullanılan teknolojiyi tekrar prize bağımlı halde kullanmamızı zorunlu kılıyor. Halihazırda yaygın olarak kullanılan lityum-ion pil teknolojisinin ihtiyacı karşılayamadığı ve bu sorunun önüne geçilebilmek adına da her geçen gün yeni bir pil teknolojisi üzerinde çalışıldığı bilinmektedir.
KAYNAKLAR
[1] CYGM
[2] https://tr.wikipedia.org/wiki/Pil
[3] AB Direktifi, 2003. Directive of The European Parliament and of The Council On Batteries And Accumulators And Spent Batteries and Accumulators, Brussels, 723 final.
[4] Öztürk, M., 2007. Pil/Akü kullanımı ve atık piller ile akülerin zararları. Çevre ve Orman Bakanlığı, http://www.cevreorman.gov.tr/belgeler/piller.pdf Erişim tarihi: 15.11.
