Kimyasal Pillerin Özellikleri

Piller, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren, kompleks elektrokimyasal aletlerdir. Pil hücresi, metal anot (negatif elektrot), metal oksit katyon (pozitif elektrot) ile iki elektrot arasında kimyasal reaksiyonu sağlayan elektrolitten ibarettir. Anot, elektrolizde aşınırken katotta iyonik değişim reaksiyonu sonucu elektrik akımı meydana gelir. Bu reaksiyon sonucu oluşan elektrik enerjisi çeşitli aletlerde kullanılır. Her bir hücre genel olarak 1,5 volttur. Hücreler birbirine seri bağlanarak daha yüksek voltaj üretebilir. Örneğin, 9 volt pil, 6 adet 1,5 v hücrenin seri halde bağlanması sonucu elde edilir. Elektrokimyasal sisteme bağlı olarak hücre voltajı 1,2 v ile 4 v arasında değişir.

Piller, ıslak veya kuru olarak ikiye ayrılır. Islak hücreli pillerde, elektrolit sıvıdır. Kuru hücreli pillerde elektrolit, pasta, jel veya diğer matrix halde bulunur. Primer pillerde, reaksiyon hücre içinde gerçekleşir ve reaksiyon tersinmezdir. Primer piller şarj edilemez.

Seconder pillerde kimyasal reaksiyonlar tersinirdir. Dıştan bir enerji ile reaksiyon başa döndürülür. Güç, sekonder kaynaktan pile yüklenebilir. Piller çeşitli şekillerde, boyutlarda ve voltajlarda üretilir. Piller dikdörtgen, silindir, düğme ve metal para şekillerinde üretilir.


Kurşun-Asit Piller (Aküler)
Kurşun-asit aküler ıslak piller olarak bilinir. Sembolü Pb’dir. Kurşun asit piller (aküler) otomobillerde, motosikletlerde, botlarda ve çeşitli diğer endüstrilerde, çalışma, aydınlatma ve tutuşturma amacı ile kullanılır.

Kuru Piller
Kuru piller kadmiyum, cıva, nikel, gümüş, kurşun, lityum ve çinko gibi çeşitli metalleri içeren potansiyel tehlikeli arz eden elektroliz hücrelerden ibarettir. Piller ayrıca, pil içindeki kimyasal reaksiyonları kontrol etmek için başka kimyasal maddelerde içerir. Mesela cıva, primer hücrenin çinko anoduna ilave edilir (alkali ve çinko-karbon pillerde). Böylece korozyon problemi ve potansiyel patlayıcı hidrojen gazının oluşumu engellenmiş olur. Ayrıca, cıva pilin kendiliğinden boşalmasını önler. Diğer pil bileşikleri, grafit, pirinç, plastik, kağıt karton ve çeliktir.

Alkali Piller
Alkali pillerin anodunda yüksek-yüzey alanlı çinko tozu, katodunda ise yüksek kaliteli mangan dioksit (MnO2) bulunmaktadır. Elektroliti pelteleştirmek için bir selüloz türevi kullanılır. Elektrolit, potasyum hidroksittir. Alkali piller, aktif katot maddesi olarak cıva oksit (HgO) veya gümüş oksit (Ag2O) gibi maddeleri de kullanılır.

Çinko Karbon Piller
1870-90’lı yıllarda ilk geliştirilen kuru pildir. Elektrolit, sulu amonyum klorür veya çinko klorürdür. Elektrolite inert bir metal oksit ilave edilerek pelteleşmesi sağlanır.

Çinko Hava Pilleri
Katot olarak atmosferik havadan temiz edilen oksijen gazı (O2) kullanılır.

Gümüş Oksit Piller
Gümüş oksit piller çok az miktarda kullanılır. Bu piller düğme şeklinde çeşitli boyutlarda üretilir. Alkali veya çinko-karbon düğme hücreli pillerden daha fazla sabit voltaj üretirler. Gümüş oksit piller, cıva oksit pillerle içten şarj edilebilirler. İşitme cihazlarında ve saatlerde kullanılmaktadır.

Lityum Piller
Lityum, metaller içinde en düşük redox potansiyeline sahiptir. Çok hafiftir ve toksik madde değildir. Bu sebeplerden dolayı lityum çok geniş alanda kullanımı araştırılmakta ve anot olarak kullanılmaktadır. Lityum hücreler çok uzun ömre sahiptir. Düşük hızda enerji tüketimi gerektiren aletlerde (saatler ve hesap makineleri gibi) küçük silindir veya düğme hücreler halindeki lityum piller kullanılır. Bu aletleri birkaç yıl çalıştırabilir.