Elektrikli pil - Electric battery

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Batarya
Batteries.jpg
Çeşitli hücreler ve piller (soldan sağa): iki AA , bir D , bir el radyo pili, iki 9 volt (PP3), iki AAA , bir C , bir video kamera pili, bir kablosuz telefon pili
Tür Güç kaynağı
Çalışma prensibi Elektrokimyasal reaksiyonlar , Elektromotor kuvvet
İlk üretim 1800'ler
Elektronik sembol
Pil simgesi2.svg
Sembolü , bir bir pil için devre şeması . En eski tip batarya olan voltaik bir yığının şematik bir çizimi olarak ortaya çıktı .

Bir pil , bir olan güç kaynağı , bir veya daha fazla oluşan elektrokimyasal hücreler beslemek için harici bağlantıları ile elektrik gibi cihazların el feneri , cep telefonları ve elektrikli arabalar . Bir pil elektrik gücü sağladığında , pozitif terminali katottur ve negatif terminali anottur . Negatif olarak işaretlenen terminal, harici bir elektrik devresinden pozitif terminale akacak olan elektron kaynağıdır. Bir pil harici bir elektrik yüküne bağlandığında, bir redoks reaksiyonu yüksek enerjili reaktifleri daha düşük enerjili ürünlere dönüştürür ve serbest enerji farkı elektrik enerjisi olarak harici devreye iletilir. Tarihsel olarak "pil" terimi, özellikle birden fazla hücreden oluşan bir cihaza atıfta bulunur, ancak kullanım, tek bir hücreden oluşan cihazları içerecek şekilde gelişmiştir.

Birincil (tek kullanımlık veya " tek kullanımlık ") piller, elektrot malzemeleri deşarj sırasında geri döndürülemez şekilde değiştirildiği için bir kez kullanılır ve atılır ; yaygın bir örnek, fenerler ve çok sayıda taşınabilir elektronik cihaz için kullanılan alkalin pildir . İkincil (yeniden şarj edilebilir) piller , uygulanan bir elektrik akımı kullanılarak birden çok kez boşaltılabilir ve yeniden şarj edilebilir; elektrotların orijinal bileşimi ters akımla geri yüklenebilir. Örnekler, araçlarda kullanılan kurşun asitli pilleri ve dizüstü bilgisayarlar ve cep telefonları gibi taşınabilir elektronikler için kullanılan lityum iyon pilleri içerir .

Piller, işitme cihazlarına ve kol saatlerine güç sağlamak için kullanılan minyatür hücrelerden akıllı telefonlarda kullanılan küçük, ince hücrelere , araçlarda büyük kurşun asit piller veya lityum iyon pillere kadar birçok şekil ve boyutta gelir ve en uç noktada, büyük pil bankaları telefon santralleri ve bilgisayar veri merkezleri için bekleme veya acil durum gücü sağlayan odaların boyutu .

Aküler, benzin gibi yaygın yakıtlardan çok daha düşük özgül enerjiye (birim kütle başına enerji) sahiptir . Otomobillerde bu, elektrik enerjisini mekanik işe dönüştürmede, yanmalı motorlara kıyasla elektrik motorlarının daha yüksek verimliliği ile biraz dengelenir.

Tarih

Bir volta pili , birinci batarya
İtalyan fizikçi Alessandro Volta yığınını Fransız imparatoru Napolyon Bonapart'a gösteriyor

Bir grup elektrikli cihazı tanımlamak için "pil" kullanımı, 1748'de birden fazla Leyden kavanozunu bir top piline benzeterek tanımlayan Benjamin Franklin'e dayanır (Benjamin Franklin, silahların işleyişini ifade eden "pil" terimini ordudan ödünç almıştır. birlikte).

İtalyan fizikçi Alessandro Volta 1800 yılında ilk elektrokimyasal bataryayı, voltaik yığını inşa etti ve tanımladı . Bu, uzun bir süre boyunca sabit bir akım üretebilen, tuzlu suya batırılmış kağıt disklerle ayrılmış bir bakır ve çinko levha yığınıydı. Volta, voltajın kimyasal reaksiyonlardan kaynaklandığını anlamadı. Michael Faraday'ın 1834'te gösterdiği gibi, hücrelerinin tükenmez bir enerji kaynağı olduğunu ve elektrotlardaki bunlarla ilişkili korozyon etkilerinin, operasyonlarının kaçınılmaz bir sonucu olmaktan çok, yalnızca bir rahatsızlık olduğunu düşünüyordu.

İlk piller deneysel amaçlar için büyük bir değere sahip olsalar da, uygulamada voltajları dalgalandı ve uzun bir süre boyunca büyük bir akım sağlayamadılar. 1836'da İngiliz kimyager John Frederic Daniell tarafından icat edilen Daniell hücresi , ilk pratik elektrik kaynağıydı, bir endüstri standardı haline geldi ve elektrikli telgraf ağları için bir güç kaynağı olarak yaygın bir şekilde benimsenmesini gördü . İçinde sülfürik asit ve bir çinko elektrot ile doldurulmuş sırsız bir toprak kabın içine daldırılmış bakır sülfat çözeltisiyle doldurulmuş bir bakır kaptan oluşuyordu .

Bu ıslak hücreler, doğru şekilde kullanılmadıklarında sızıntıya ve dökülmeye yatkın olan sıvı elektrolitler kullandılar. Birçoğu, bileşenlerini tutmak için cam kavanozlar kullandı ve bu da onları kırılgan ve potansiyel olarak tehlikeli hale getirdi. Bu özellikler, ıslak hücreleri taşınabilir cihazlar için uygunsuz hale getirdi. On dokuzuncu yüzyılın sonlarına doğru, sıvı elektroliti bir macunla değiştiren kuru pillerin icadı, taşınabilir elektrikli cihazları pratik hale getirdi.

Çalışma prensibi

Gösteri amaçlı bir voltaik hücre. Bu örnekte iki yarım hücre , iyonların transferine izin veren bir tuz köprüsü ile bağlanmıştır .

Piller kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştürür . Çoğu durumda, salınan elektrik enerjisi, elektrokimyasal reaksiyona giren metallerin, oksitlerin veya moleküllerin kohezif veya bağ enerjilerindeki farktır. Örneğin enerji, geçiş metallerinden farklı olarak d-elektron bağıyla stabilize edilmedikleri için yüksek enerjili metaller olan Zn veya Li'de depolanabilir . Piller, enerjik olarak uygun redoks reaksiyonunun ancak elektronlar devrenin dış kısmından geçmesi durumunda meydana gelebilecek şekilde tasarlanmıştır .

Bir pil, birkaç voltaik hücreden oluşur . Her hücre, metal katyonlar içeren iletken bir elektrolit ile seri olarak bağlanmış iki yarım hücreden oluşur . Bir yarım hücre, anyonların (negatif yüklü iyonların) göç ettiği elektrot olan elektroliti ve negatif elektrodu içerir ; diğer yarı hücre, elektrolit ve katyonların (pozitif yüklü iyonların ) göç ettiği pozitif elektrodu içerir . Katotta katyonlar indirgenirken (elektronlar eklenir), anotta metal atomları oksitlenir (elektronlar çıkarılır). Bazı hücreler, her yarım hücre için farklı elektrolitler kullanır; daha sonra, iyonların elektrik devresini tamamlamak için yarım hücreler arasında akmasına izin verirken elektrolitlerin karışmasını önlemek için bir ayırıcı kullanılır.

Her yarım hücrenin bir standarda göre bir elektromotor kuvveti ( volt cinsinden ölçülen emf ) vardır . Hücrenin net emf'si, yarı hücrelerinin emf'leri arasındaki farktır. Böylece, elektrotların emf'leri varsa ve o zaman net emf ; diğer bir deyişle, net emk arasındaki fark olan redüksiyon potansiyeli arasında yarı reaksiyonları .

Elektriksel tahrik kuvveti veya bir hücrenin terminalleri boyunca terminal voltajı (fark) olarak bilinir ve volt olarak ölçülür . Ne şarj ne de deşarj olan bir hücrenin terminal voltajı, açık devre voltajı olarak adlandırılır ve hücrenin emk'sine eşittir. İç direnç nedeniyle, boşalmakta olan bir hücrenin terminal voltajı, büyüklük olarak açık devre voltajından daha küçüktür ve şarj olan bir hücrenin terminal voltajı, açık devre voltajını aşar. İdeal bir hücre ihmal edilebilir bir iç dirence sahiptir, bu nedenle tükenene kadar sabit bir terminal voltajını koruyacak ve ardından sıfıra düşecektir . Eğer böyle bir hücre 1.5 volt tutarsa ​​ve bir coulomb yük üretirse, o zaman tamamen boşaldığında 1.5 jul iş yapmış olur. Gerçek hücrelerde, deşarj altında iç direnç artar ve açık devre voltajı da deşarj altında azalır. Gerilim ve direnç zamana karşı çizilirse, ortaya çıkan grafikler tipik olarak bir eğridir; eğrinin şekli, kullanılan kimyaya ve iç düzenlemeye göre değişir.

Voltaj , bir hücrenin terminallerinden geliştirdiği elektrot ve elektrolit kimyasal reaksiyonların enerji serbest bağlıdır. Alkalin ve çinko-karbon pillerin farklı kimyaları vardır, ancak yaklaşık olarak aynı 1.5 voltluk emf; benzer şekilde NiCd ve NiMH hücrelerinin farklı kimyaları vardır, ancak yaklaşık olarak aynı 1,2 voltluk emf. Lityum bileşiklerinin reaksiyonlarındaki yüksek elektrokimyasal potansiyel değişiklikler, lityum hücrelere 3 volt veya daha fazla emf verir.

Pil kategorileri ve türleri

Yukarıdan aşağıya: 4,5 voltluk büyük bir 3R12 pil, bir D Hücresi , bir C hücresi , bir AA hücresi , bir AAA hücresi , bir AAAA hücresi , bir A23 pil , 9 voltluk bir PP3 pil ve bir çift düğme pil (CR2032 ve LR44)

Piller birincil ve ikincil biçimler olarak sınıflandırılır:

  • Birincil piller, enerji bitene kadar kullanılmak ve ardından atılmak üzere tasarlanmıştır. Kimyasal reaksiyonları genellikle geri döndürülemez, bu nedenle yeniden şarj edilemezler. Bataryadaki reaktanların beslemesi bittiğinde, batarya akım üretmeyi durdurur ve işe yaramaz hale gelir.
  • İkincil piller yeniden şarj edilebilir; yani hücreye elektrik akımı uygulayarak kimyasal reaksiyonlarını tersine çevirebilirler . Bu, orijinal kimyasal reaktifleri yeniden oluşturur, böylece birden çok kez kullanılabilir, yeniden şarj edilebilir ve tekrar kullanılabilir.

Örneğin telgraf devreleri için kullanılan bazı birincil pil türleri , elektrotlar değiştirilerek yeniden çalışmaya başladı. İkincil piller, aktif malzemelerin dağılması, elektrolit kaybı ve dahili korozyon nedeniyle süresiz olarak yeniden şarj edilemez.

Birincil

Birincil piller veya birincil piller, montajın hemen ardından akım üretebilir. Bunlar, en yaygın olarak, düşük akım drenajına sahip, yalnızca aralıklı olarak kullanılan veya diğer elektrik gücünün yalnızca kesintili olarak mevcut olduğu alarm ve iletişim devreleri gibi alternatif bir güç kaynağından çok uzakta kullanılan taşınabilir cihazlarda kullanılır. Tek kullanımlık birincil hücreler, kimyasal reaksiyonlar kolayca geri döndürülemediğinden ve aktif malzemeler orijinal biçimlerine geri dönemeyebileceğinden güvenilir bir şekilde yeniden doldurulamaz. Pil üreticileri, birincil pilleri yeniden şarj etmeye çalışmamayı önermektedir. Genel olarak, bunlar şarj edilebilir pillerden daha yüksek enerji yoğunluklarına sahiptir, ancak tek kullanımlık piller, 75 ohm'un (75 Ω) altındaki yüklerde yüksek enerji tüketen uygulamalarda iyi performans göstermez . Yaygın kullanılan tek kullanımlık pil türleri arasında çinko-karbon piller ve alkalin piller bulunur .

İkincil

İkincil piller veya şarj edilebilir piller olarak da bilinen ikincil piller , ilk kullanımdan önce şarj edilmelidir ; genellikle boşaltılmış durumda aktif malzemelerle birleştirilirler. Şarj edilebilir piller, deşarj / kullanım sırasında oluşan kimyasal reaksiyonları tersine çeviren elektrik akımı uygulanarak (yeniden) şarj edilir. Uygun akımı sağlayan cihazlara şarj cihazları denir.

Şarj edilebilir akünün en eski şekli, otomotiv ve tekne uygulamalarında yaygın olarak kullanılan kurşun asitli akülerdir . Bu teknoloji, kapatılmamış bir kapta sıvı elektrolit içerir ve aşırı şarj sırasında ürettiği hidrojen gazının güvenli bir şekilde dağılmasını sağlamak için pilin dik tutulmasını ve alanın iyi havalandırılmasını gerektirir . Kurşun-asit batarya, sağlayabileceği elektrik enerjisi miktarı açısından nispeten ağırdır. Düşük üretim maliyeti ve yüksek dalgalanma akımı seviyeleri, kapasitesinin (yaklaşık 10 Ah'nin üzerinde) ağırlık ve kullanım sorunlarından daha önemli olduğu yerlerde yaygın hale getirir. Yaygın bir uygulama, genel olarak 450 amperlik bir tepe akımı sağlayabilen modern araba aküsüdür .

Sızdırmaz valf ayarlı kurşun-asit akü (VRLA akü), kurşun-asit ıslak hücrenin yerini almak üzere otomotiv endüstrisinde popülerdir. VRLA bataryası, hareketsizleştirilmiş sülfürik asit elektrolit kullanır , bu da sızıntı olasılığını azaltır ve raf ömrünü uzatır . VRLA pilleri elektroliti hareketsiz hale getirir. İki tür şunlardır:

Diğer taşınabilir yeniden şarj edilebilir piller, cep telefonları ve dizüstü bilgisayarlar gibi uygulamalarda yararlı olan birkaç kapalı "kuru hücre" türünü içerir . Bu tür hücreler (artan güç yoğunluğu ve maliyet sırasına göre ) nikel-kadmiyum (NiCd), nikel-çinko (NiZn), nikel metal hidrit (NiMH) ve lityum-iyon (Li-iyon) hücrelerini içerir. Li-ion, kuru pil şarj edilebilir pazarında açık ara en yüksek paya sahiptir. NiMH, yüksek kapasitesi nedeniyle çoğu uygulamada NiCd'nin yerini almıştır, ancak NiCd elektrikli aletlerde , iki yönlü telsizlerde ve tıbbi ekipmanlarda kullanımda kalmaya devam etmektedir .

2000'li yıllarda, gelişmeler arasında , bir AA pilinin bir USB konektörü aracılığıyla şarj edilmesini sağlayan USBCELL gibi gömülü elektronikli piller, mevcut pillerden yaklaşık 100 kat daha fazla deşarj oranına izin veren nanoball piller ve şarj durumu olan akıllı pil paketleri yer almaktadır. aşırı deşarjda hasarı önleyen monitörler ve pil koruma devreleri. Düşük kendi kendine deşarj (LSD), ikincil hücrelerin nakliye öncesinde şarj edilmesini sağlar.

Hücre türleri

Galvanik hücreler , elektrolitik hücreler , yakıt hücreleri , akış hücreleri ve volta yığınları dahil olmak üzere çeşitli kimyasal süreçler ve tasarımlarla birçok elektrokimyasal hücre türü üretilmiştir .

Islak hücre

Bir ıslak hücre , pil, bir sıvı olan elektrolit . İşlem sırasında üretilen gazlar havaya kaçabileceğinden , sıvı tüm iç parçaları veya havalandırılmış hücreyi kapladığından diğer isimler su basmış hücrelerdir . Islak hücreler, kuru hücrelerin öncüsüdür ve genellikle elektrokimya için bir öğrenme aracı olarak kullanılır . Elektrokimyasal hücrelerin nasıl çalıştığını göstermek için beher gibi yaygın laboratuar malzemeleriyle inşa edilebilirler . Konsantrasyon hücresi olarak bilinen belirli bir ıslak hücre tipi, korozyonun anlaşılmasında önemlidir . Islak hücreler birincil hücreler (yeniden doldurulamaz) veya ikincil hücreler (yeniden doldurulabilir) olabilir. Başlangıçta, Daniell hücresi gibi tüm pratik birincil piller üstü açık cam kavanoz ıslak hücreler olarak üretildi. Diğer birincil ıslak hücreler, Leclanche hücresi , Grove hücresi , Bunsen hücresi , Kromik asit hücresi , Clark hücresi ve Weston hücresidir . Leclanche hücre kimyası ilk kuru hücrelere uyarlandı. Islak hücreler hala otomobil akülerinde ve endüstride şalt , telekomünikasyon veya büyük kesintisiz güç kaynakları için bekleme gücü için kullanılmaktadır , ancak birçok yerde bunun yerine jel hücreli piller kullanılmıştır. Bu uygulamalar genellikle kurşun-asit veya nikel-kadmiyum hücreleri kullanır.

Kuru pil

Kuru bir hücrenin çizgi çizimi:
1. pirinç kapak, 2. plastik conta, 3. genleşme boşluğu, 4. gözenekli karton, 5. çinko kutu, 6. karbon çubuk, 7. kimyasal karışım

Bir kuru hücre akımın izin vermek için sadece yeterli miktarda neme sahip, bir macun elektrolit kullanılır. Islak bir hücrenin aksine, kuru bir hücre, serbest sıvı içermediğinden dökülmeden herhangi bir yönde çalışabilir, bu da onu taşınabilir ekipman için uygun hale getirir. Karşılaştırıldığında, ilk ıslak hücreler tipik olarak kırılgan cam kaplardı ve kurşun çubuklar üstü açık sarkıyordu ve dökülmeyi önlemek için dikkatli bir şekilde kullanılması gerekiyordu. Kurşun-asitli aküler, jel akü geliştirilinceye kadar kuru pilin güvenliğini ve taşınabilirliğini sağlamadı .

Yaygın bir kuru pil , alkalin pil ile aynı olan ve nominal voltajı 1,5 volt olan kuru Leclanché hücresi olarak adlandırılan çinko-karbon pildir (çünkü her ikisi de aynı çinko - manganez dioksit kombinasyonunu kullanır). Standart bir kuru hücre, merkezi bir çubuk formunda bir karbon katodu ile genellikle silindirik bir çanak formunda bir çinko anot içerir . Elektrolit, çinko anodun yanında macun şeklinde amonyum klorürdür . Elektrolit ve karbon katodu arasındaki kalan boşluk, amonyum klorür ve manganez dioksitten oluşan ikinci bir macun tarafından alınır, ikincisi bir depolarizör görevi görür . Bazı tasarımlarda amonyum klorürün yerini çinko klorür alır .

Erimiş tuz

Erimiş tuzlu piller , elektrolit olarak erimiş tuz kullanan birincil veya ikincil pillerdir. Yüksek sıcaklıklarda çalışırlar ve ısıyı korumak için iyi yalıtılmış olmaları gerekir.

Rezerve et

Bir rezerv pil montajsız (aktive olmamış ve hiçbir güç sağlayan) uzun bir süre (belki de yaş) için saklanabilir. Aküye ihtiyaç duyulduğunda, monte edilir (örneğin elektrolit eklenerek); Bir kez monte edildikten sonra pil şarj edilir ve çalışmaya hazırdır. Örneğin, bir elektronik topçu tapası için bir pil, bir silahın ateşlenmesinin etkisiyle etkinleştirilebilir. Hızlanma, aküyü etkinleştiren ve tapanın devrelerine güç veren bir elektrolit kapsülünü kırar. Yedek piller, uzun depolamadan (yıllar) sonra genellikle kısa bir hizmet ömrü (saniyeler veya dakikalar) için tasarlanmıştır. Bir suyla aktive pil Okyanusbilimsel aletleri veya askeri uygulamalar için su içinde daldırma ile aktif hale gelir.

Hücre performansı

Bir pilin özellikleri, dahili kimya, akım boşalması ve sıcaklık gibi birçok faktör nedeniyle yük döngüsü, aşırı şarj döngüsü ve kullanım ömrü boyunca değişebilir . Düşük sıcaklıklarda, pil o kadar güç sağlayamaz. Bu nedenle, soğuk iklimlerde bazı araç sahipleri, araç aküsünü sıcak tutan küçük elektrikli ısıtma yastıkları olan pil ısıtıcıları takarlar.

Kapasite ve deşarj

Pil voltajını kontrol etmek için bir cihaz

Bir pilin kapasitesi , nominal voltajda sağlayabileceği elektrik şarjı miktarıdır . Hücrede ne kadar çok elektrot malzemesi bulunursa, kapasitesi o kadar büyük olur. Küçük bir hücrenin kapasitesi, aynı kimyaya sahip daha büyük bir hücreden daha azdır, ancak aynı açık devre voltajını geliştirirler. Kapasite, amper-saat (A · h) gibi birimlerle ölçülür . Bir pilin nominal kapasitesi genellikle, hücre başına belirli bir terminal voltajının üzerinde kalırken, yeni bir pilin 68 ° F (20 ° C) sıcaklıkta 20 saat boyunca sürekli olarak sağlayabileceği akımla çarpılan 20 saatlik çarpım olarak ifade edilir. Örneğin, 100 A · h değerine sahip bir pil, oda sıcaklığında 20 saatlik bir süre boyunca 5 A verebilir . Bir pilin verebileceği depolanan şarjın oranı, pil kimyası, şarjın verildiği hız (akım), gerekli terminal voltajı, saklama süresi, ortam sıcaklığı ve diğer faktörler dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır.

Boşaltma hızı ne kadar yüksekse, kapasite o kadar düşük olur. Akım, boşalma süresi ve bir kurşun asit akü kapasitesi arasındaki ilişki Peukert yasası ile yaklaşıktır (tipik bir akım değerleri aralığı üzerinden) :

nerede

1 amperlik bir hızla deşarj edilen kapasitedir.
( A ) pilinden çekilen akımdır .
bir pilin dayanabileceği süredir (saat olarak).
1.3 civarında bir sabittir.

Uzun süre depolanan veya kapasitenin küçük bir bölümünde boşaltılan piller, akım üretmeden şarj taşıyıcıları tüketen genel olarak geri dönüşü olmayan yan reaksiyonların varlığından dolayı kapasite kaybeder . Bu fenomen, dahili kendi kendine boşalma olarak bilinir. Ayrıca, piller yeniden şarj edildiğinde, sonraki deşarjlar için kapasiteyi düşüren ek yan reaksiyonlar meydana gelebilir. Yeterince yeniden şarj edildikten sonra, özünde tüm kapasite kaybolur ve pil güç üretmeyi durdurur.

Dahili enerji kayıpları ve iyonların elektrolitten geçme hızındaki sınırlamalar batarya verimliliğinin değişmesine neden olur . Minimum eşiğin üzerinde, düşük bir hızda boşaltma, daha yüksek bir hızdan daha fazla pil kapasitesi sağlar. Değişken A · h değerlerine sahip pillerin takılması, yük limitleri aşılmadığı sürece, belirli bir voltaj için derecelendirilmiş cihazın çalışmasını (çalışma aralığını etkileyebilmesine rağmen) etkilemez. Dijital kameralar gibi yüksek enerji tüketen yükler , alkalin pillerde olduğu gibi toplam kapasiteyi azaltabilir. Örneğin, 10 veya 20 saatlik bir deşarj için 2 A · h olarak derecelendirilmiş bir pil, belirtilen kapasitesinin ima ettiği gibi tam iki saat boyunca 1 A'lık bir akımı sürdüremez.

C oranı

C-oranı, bir pilin şarj veya deşarj olma hızının bir ölçüsüdür. Bataryadan geçen akımın, altında bataryanın nominal nominal kapasitesini bir saat içinde teslim edeceği teorik akım çekişine bölünmesi olarak tanımlanır. H −1 birimlerine sahiptir .

Dahili direnç kaybı ve hücrelerin içindeki kimyasal işlemler nedeniyle, bir pil nadiren yalnızca bir saat içinde isim plakası nominal kapasitesini sağlar.

Tipik olarak, maksimum kapasite düşük bir C hızında bulunur ve daha yüksek bir C hızında şarj etme veya boşaltma, pilin kullanılabilir ömrünü ve kapasitesini azaltır. Üreticiler genellikle kapasiteye karşı C-oranı eğrilerini gösteren grafiklerle veri sayfaları yayınlar. C-oranı, bir pilin bir devrede güvenli bir şekilde iletebileceği maksimum akımı belirtmek için piller üzerinde bir derecelendirme olarak da kullanılır. Şarj edilebilir piller için standartlar genellikle kapasiteyi ve 4 saatlik (0,25C), 8 saatlik (0,125C) veya daha uzun deşarj sürelerini derecelendirir. Bilgisayar kesintisiz güç kaynağı gibi özel amaçlara yönelik türler, üreticiler tarafından bir saatten (1C) çok daha kısa deşarj süreleri için derecelendirilebilir ancak sınırlı döngü ömrüne sahip olabilir.

Hızlı şarj, büyük ve hafif piller

2012 itibariyle lityum demir fosfat ( LiFePO
4
) pil teknolojisi
, en hızlı şarj etme / boşaltma, 10–20 saniyede tamamen boşalan
teknolojiydi .

2017 itibariyle dünyanın en büyük bataryası Tesla tarafından Güney Avustralya'da üretildi . 129 MWh depolayabilir. Çin'in Hebei Eyaletinde 36 MWh elektrik depolayabilen bir pil 2013 yılında 500 milyon $ 'a mal oldu. Ni-Cd hücrelerinden oluşan bir başka büyük pil ise Alaska , Fairbanks'teydi . Bir futbol sahasından daha büyük olan 2.000 metrekareyi (22.000 ft2) kapladı ve 1.300 ton ağırlığındaydı. Elektrik kesintisi durumunda yedek güç sağlamak için ABB tarafından üretilmiştir . Pil, yedi dakikaya kadar 40 MW güç sağlayabilir. Rüzgar enerjisini depolamak için sodyum sülfür piller kullanılmıştır . 25 dakika boyunca 11 MW verebilen 4.4 MWh pil sistemi, Hawaii'deki Auwahi rüzgar çiftliğinin çıkışını stabilize ediyor.

En uzun ve en yüksek güneş enerjili uçuşta lityum-kükürt piller kullanıldı.

Ömür

Pil ömrü (ve eşanlamlı pil ömrü), şarj edilebilir piller için iki anlama sahiptir, ancak şarj edilemeyen piller için yalnızca bir anlam ifade eder. Şarj edilebilirler için bu, bir cihazın tam şarjlı bir pille ne kadar süreyle çalışabileceği veya hücreler tatmin edici bir şekilde çalışmamadan önce mümkün olan şarj / deşarj döngülerinin sayısı anlamına gelebilir. Yeniden şarj edilemeyen bir cihaz için bu iki ömür eşittir çünkü hücreler tanım gereği yalnızca bir döngü boyunca dayanır. (Raf ömrü terimi, bir pilin üretim ve kullanım arasında performansını ne kadar süre koruyacağını tanımlamak için kullanılır.) Düşen sıcaklıkla tüm pillerin mevcut kapasitesi düşer. Bugünün pillerinin çoğunun aksine , 1812'de icat edilen Zamboni yığını , yalnızca nanoamp aralığında akım beslemesine rağmen, yenileme veya şarj olmadan çok uzun bir hizmet ömrü sunar. Oxford Elektrik Bell pillerin orijinal çifti 1840 yılından bu yana neredeyse sürekli açan olmadı, Zamboni yığınları olduğu düşünülen.

Kendi kendine deşarj

Tek kullanımlık piller, oda sıcaklığında (20–30 ° C) saklandıklarında tipik olarak yılda orijinal şarjlarının yüzde 8 ila 20'sini kaybeder. Bu, "kendi kendine deşarj" oranı olarak bilinir ve hiçbir yük uygulanmadığında bile hücre içinde meydana gelen, akım üretmeyen "yan" kimyasal reaksiyonlardan kaynaklanır. Daha düşük sıcaklıklarda saklanan piller için yan reaksiyonların oranı azaltılır, ancak bazıları donarak zarar görebilir.

Eski şarj edilebilir piller, özellikle nikel bazlı piller olmak üzere, tek kullanımlık alkalin pillerden daha hızlı kendi kendine boşalır; yeni şarj edilmiş bir nikel kadmiyum (NiCd) pil, ilk 24 saatte şarjının% 10'unu kaybeder ve ardından ayda yaklaşık% 10 oranında boşalır. Bununla birlikte, daha yeni düşük kendi kendine deşarj nikel metal hidrit (NiMH) piller ve modern lityum tasarımları, daha düşük bir kendi kendine deşarj oranı gösterir (ancak yine de birincil pillerden daha yüksektir).

Aşınma

Dahili parçalar aşınabilir ve bozulabilir veya aktif malzemeler yavaş yavaş inaktif formlara dönüştürülebilir.

Fiziksel bileşen değişiklikleri

Akü plakaları üzerindeki aktif madde, her şarj ve deşarj döngüsünde kimyasal bileşimi değiştirir; Fiziksel hacim değişiklikleri nedeniyle aktif malzeme kaybolabilir, bu da pilin yeniden şarj edilme sayısını daha da sınırlandırır. Nikel bazlı pillerin çoğu satın alındığında kısmen boşalmıştır ve ilk kullanımdan önce şarj edilmesi gerekir. Daha yeni NiMH piller satın alındığında kullanıma hazırdır ve yılda yalnızca% 15 deşarj olur.

Her şarj-deşarj döngüsünde bir miktar bozulma meydana gelir. Bozunma genellikle elektrolitin elektrotlardan uzaklaşması veya aktif materyalin elektrotlardan ayrılması nedeniyle oluşur. Düşük kapasiteli NiMH piller (1.700–2.000 mA · h) yaklaşık 1.000 kez şarj edilebilirken, yüksek kapasiteli NiMH piller (2.500 mA · h'nin üzerinde) yaklaşık 500 döngü dayanır. NiCd piller, dahili dirençleri kullanılabilir değerlerin ötesine kalıcı olarak artmadan önce 1.000 döngü için derecelendirilme eğilimindedir.

Şarj / deşarj hızı

Hızlı şarj, bileşen değişikliklerini artırır, pil ömrünü kısaltır.

Aşırı şarj

Bir şarj cihazı pilin tam olarak şarj edildiğini algılayamazsa, aşırı şarj olması muhtemeldir ve pilin zarar görmesine neden olur.

Hafıza etkisi

NiCd hücreleri, belirli bir tekrarlı şekilde kullanılırsa, " hafıza etkisi " adı verilen kapasitede bir düşüş gösterebilir . Basit uygulamalarla etki önlenebilir. NiMH hücreleri, kimyada benzer olmasına rağmen, hafıza etkisinden daha az muzdariptir.

Analog video kamera [lityum iyon] pil

Çevre koşulları

Otomotiv kurşun-asit şarj edilebilir pilleri titreşim, şok ve sıcaklık aralığı nedeniyle strese dayanmalıdır. Kurşun plakalarının bu gerilimleri ve sülfatlaşması nedeniyle, birkaç otomotiv aküsü altı yıllık düzenli kullanımdan daha uzun ömürlüdür. Otomotiv marş ( SLI : Marş, Aydınlatma, Ateşleme ) aküleri, akımı en üst düzeye çıkarmak için birçok ince plakaya sahiptir. Genel olarak, plakalar ne kadar kalınsa ömür de o kadar uzun olur. Tipik olarak yeniden şarj edilmeden önce çok az boşaltılırlar.

Elektrikli golf arabalarında kullanılanlar gibi "derin döngülü" kurşun asitli aküler, uzun ömürlülüğü uzatmak için çok daha kalın plakalara sahiptir. Kurşun-asit akünün ana yararı, düşük maliyetidir; ana dezavantajları, belirli bir kapasite ve voltaj için büyük boyut ve ağırlıktır. Kurşun-asit aküler asla kapasitelerinin% 20'sinin altına kadar deşarj edilmemelidir, çünkü dahili direnç, şarj edildiklerinde ısıya ve hasara neden olur. Derin döngülü kurşun asit sistemleri, pilin ömrünü kısaltacak hasar türünü önlemek için genellikle düşük şarj uyarı ışığı veya düşük şarjlı güç kesme anahtarı kullanır.

Depolama

Pillerin ömrü, bir buzdolabı veya dondurucuda olduğu gibi düşük bir sıcaklıkta saklanarak uzatılabilir , bu da yan reaksiyonları yavaşlatır. Bu tür bir saklama, alkalin pillerin ömrünü yaklaşık% 5 uzatabilir; şarj edilebilir piller, türlerine bağlı olarak şarjlarını çok daha uzun süre tutabilirler. Maksimum voltajlarına ulaşmak için piller oda sıcaklığına döndürülmelidir; 0 ° C'de 250 mA'da bir alkalin pili boşaltmak, 20 ° C'de olanın yalnızca yarısı kadar etkilidir. Duracell gibi alkali pil üreticileri, pillerin soğutulmasını önermemektedir.

Pil boyutları

Tüketicilere kolayca ulaşılabilen birincil piller , elektrikli saatler için kullanılan küçük düğme hücrelerinden sinyal devreleri veya diğer uzun süreli uygulamalar için kullanılan No. 6 hücreye kadar çeşitlilik gösterir . İkincil hücreler çok büyük boyutlarda yapılır; çok büyük piller bir denizaltıya güç sağlayabilir veya bir elektrik şebekesini dengeleyebilir ve azami yükleri dengelemeye yardımcı olabilir.

Tehlikeler

Patlama

Patlamadan sonra pil

Pil patlamasına genellikle birincil (yeniden doldurulamayan) bir pili yeniden şarj etmeye çalışmak veya bir kısa devre gibi yanlış kullanım veya arıza neden olur .

Bir pil aşırı hızda yeniden şarj edildiğinde, hidrojen ve oksijenin patlayıcı bir gaz karışımı , pilin içinden kaçabileceğinden daha hızlı üretilebilir (örneğin, yerleşik bir havalandırma deliğinden), bu da basınç artışına ve sonunda patlamasına neden olur. pil kutusu. Aşırı durumlarda, pil kimyasalları muhafazadan şiddetli bir şekilde püskürebilir ve yaralanmalara neden olabilir. Aşırı şarj etme - yani bir pili elektrik kapasitesinin ötesinde şarj etmeye çalışmak - sızıntıya veya geri döndürülemez hasara ek olarak pil patlamasına da yol açabilir. Ayrıca, aşırı şarj edilmiş pilin daha sonra kullanıldığı şarj cihazına veya cihaza da zarar verebilir.

Araba aküleri, kısa devre çok büyük akımlar oluşturduğunda büyük olasılıkla patlayabilir. Bu tür piller , aşırı şarj edildiklerinde çok patlayıcı olan hidrojen üretirler ( elektrolit içindeki suyun elektrolizi nedeniyle ). Normal kullanım sırasında, aşırı şarj miktarı genellikle çok azdır ve çok az hidrojen üretir, bu da hızla dağılır. Bununla birlikte, bir arabayı "takviye ile çalıştırırken", yüksek akım, yakındaki bir kıvılcımla, örneğin bir aktarma kablosunun bağlantısını keserken patlayıcı bir şekilde ateşlenebilen büyük hacimlerde hidrojenin hızlı bir şekilde salınmasına neden olabilir .

Bir pilin yakılarak imha edilmesi, kapalı kutu içinde buhar oluştuğundan patlamaya neden olabilir.

Lityum iyon pil kullanan cihazların geri çağrılması son yıllarda daha yaygın hale geldi. Bu, rapor edilen kazalara ve arızalara, ara sıra tutuşmaya veya patlamaya yanıt olarak verilir. Sorunun uzman bir özeti, bu tipin "anot ve katot arasında lityum iyonlarını taşımak için sıvı elektrolitler kullandığını gösterir. Bir pil hücresi çok hızlı şarj edilirse, kısa devreye neden olarak patlamalara ve yangına neden olabilir".

Sızıntı

Sızıntı hasarlı alkalin pil

Çoğu pil kimyasalı aşındırıcı, zehirli veya her ikisidir. Kendiliğinden veya kaza sonucu sızıntı meydana gelirse, açığa çıkan kimyasallar tehlikeli olabilir. Örneğin, tek kullanımlık piller genellikle hem bir reaktan olarak hem de diğer reaktifleri tutmak için kap olarak bir çinko "kutu" kullanır. Bu tür bir pil aşırı deşarj olursa, reaktifler kabın geri kalanını oluşturan karton ve plastikten çıkabilir. Aktif kimyasal sızıntı, pillerin çalıştırdığı ekipmana zarar verebilir veya devre dışı bırakabilir. Bu nedenle birçok elektronik cihaz üreticisi, pillerin uzun süre kullanılmayacak cihazlardan çıkarılmasını önermektedir.

Zehirli malzemeler

Birçok pil türü, elektrot veya elektrolit olarak kurşun, cıva ve kadmiyum gibi toksik malzemeler kullanır . Her pil ömrünün sonuna geldiğinde, çevresel zararı önlemek için atılmalıdır. Piller bir tür elektronik atıktır (e-atık). E-atık geri dönüşüm hizmetleri, daha sonra yeni piller için kullanılabilecek zehirli maddeleri geri kazanır. Amerika Birleşik Devletleri'nde her yıl satın alınan yaklaşık üç milyar pilden yaklaşık 179.000 tonu ülke çapındaki çöplüklere atılıyor. Amerika Birleşik Devletleri'nde, 1996 tarihli Cıva İçeren ve Yeniden Şarj Edilebilir Pil Yönetimi Yasası , cıva içeren pillerin satışını yasakladı, şarj edilebilir piller için tek tip etiketleme gerekliliklerini yürürlüğe koydu ve yeniden şarj edilebilir pillerin kolayca çıkarılabilmesini şart koştu. California ve New York City, şarj edilebilir pillerin katı atık olarak imha edilmesini yasaklamaktadır ve Maine ile birlikte cep telefonlarının geri dönüştürülmesini zorunlu kılmaktadır. Şarj edilebilir pil endüstrisi, yerel perakendecilerde satış noktaları ile Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da ülke çapında geri dönüşüm programları yürütmektedir.

Pil Yönergesi Avrupa Birliği pillerin artan geri dönüşüm gerektiren ve geliştirilmiş araştırma teşvik ek olarak, benzer gereksinimleri vardır pil geri dönüşüm yöntemlerinin. Bu direktif uyarınca, AB içinde satılacak tüm piller "toplama simgesi" (üstü çizili tekerlekli çöp kutusu) ile işaretlenmelidir. Bu, prizmatik pillerin yüzeyinin en az% 3'ünü ve silindirik pillerin yüzeyinin% 1,5'ini kapsamalıdır. Tüm ambalajlar aynı şekilde işaretlenmelidir.

Yutma

Pillerin yutulması zararlı veya ölümcül olabilir . Küçük düğme hücreler , özellikle küçük çocuklar tarafından yutulabilir. Sindirim sistemindeyken pilin elektriksel boşalması doku hasarına yol açabilir; bu tür hasar bazen ciddidir ve ölüme neden olabilir. Yutulan disk piller, gastrointestinal sisteme takılmadıkça genellikle sorun yaratmaz . Disk pillerinin takıldığı en yaygın yer yemek borusudur ve klinik sekel ile sonuçlanır . Yemek borusunu başarıyla geçen pillerin başka bir yere konması pek olası değildir. Bir disk pilinin yemek borusuna takılma olasılığı, hastanın yaşına ve pil boyutuna bağlıdır. 16 mm'lik disk piller, 1 yaşından küçük 2 çocuğun yemek borusuna takıldı. Daha büyük çocukların 21–23 mm'den küçük pillerle sorunları yoktur. Sodyum hidroksit pil tarafından üretilen akım tarafından (genellikle anotta) üretildiği için sıvılaşma nekrozu meydana gelebilir. Perforasyon, yuttuktan 6 saat sonra kadar hızlı bir şekilde meydana geldi.

Kimya

Voltaj, enerji yoğunluğu, yanıcılık, mevcut hücre yapıları, çalışma sıcaklığı aralığı ve raf ömrü gibi birçok önemli hücre özelliği pil kimyası tarafından belirlenir.

Birincil piller ve özellikleri

Kimya Anot (-) Katot (+) Maks. Alan sayısı gerilim, teorik (V) Nominal gerilim, pratik (V) Özgül enerji (kJ / kg) Detaylandırma 25 ° C'de raf ömrü,% ​​80 kapasite (ay)
Çinko-karbon Zn MnO 2 1.6 1.2 130 Ucuz. 18
Çinko Klorür 1.5 "Ağır hizmet" olarak da bilinir, ucuzdur.
Alkali
(çinko-manganez dioksit)
Zn MnO 2 1.5 1.15 400-590 Orta derecede enerji yoğunluğu.
Yüksek ve düşük drenajlı kullanımlar için iyidir.
30
Nikel oksihidroksit
(çinko-mangan dioksit / nikel oksihidroksit)
1.7 Orta düzeyde enerji yoğunluğu.
Yüksek drenajlı kullanımlar için iyidir.
Lityum
(lityum-bakır oksit)
Li – CuO
Li CuO 1.7 Artık üretilmiyor.
Gümüş oksit ( IEC tipi "SR") pillerle değiştirildi.
Lityum
(lityum-demir disülfür)
LiFeS 2
Li FeS 2 1.8 1.5 1070 Pahalı.
"Artı" veya "ekstra" pillerde kullanılır.
337
Lityum
(lityum-manganez dioksit)
LiMnO 2
Li MnO 2 3.0 830–1010 Pahalı.
Yalnızca yüksek drenajlı cihazlarda veya çok düşük kendi kendine deşarj oranından dolayı uzun raf ömrü için kullanılır.
Tek başına 'lityum' genellikle bu tür kimyayı ifade eder.
Lityum
(lityum – karbon florür)
Li– (CF) n
Li (CF) n 3.6 3.0 120
Lityum
(lityum – krom oksit)
Li – CrO 2
Li CrO 2 3.8 3.0 108
Lityum

( lityum silikon )

Li 22 Si 5
Cıva oksit Zn HgO 1.34 1.2 Yüksek boşaltma ve sabit voltaj.
Sağlık endişeleri nedeniyle çoğu ülkede yasaklanmıştır.
36
Çinko-hava Zn O 2 1.6 1.1 1590 Çoğunlukla işitme cihazlarında kullanılır.
Zamboni yığını Zn Ag veya Au 0.8 Çok uzun ömür
Çok düşük (nanoamp, nA) akım
> 2.000
Gümüş oksit (gümüş-çinko) Zn Ag 2 O 1.85 1.5 470 Çok pahalı.
Yalnızca ticari olarak "düğme" hücrelerinde kullanılır.
30
Magnezyum Mg MnO 2 2.0 1.5 40


İkincil (şarj edilebilir) piller ve özellikleri

Kimya Hücre
voltajı
Özgül
enerji

(kJ / kg)
Enerji
yoğunluğu

(kJ / litre)
Yorumlar
NiCd 1.2 140 Nikel-kadmiyum kimyası.
Ucuz.
Yüksek / düşük enerji tüketen, orta düzeyde enerji yoğunluğu.
Neredeyse hiç kapasite kaybı olmaksızın çok yüksek deşarj oranlarına dayanabilir.
Orta oranda kendi kendine deşarj.
Kadmiyum nedeniyle çevresel tehlike - kullanımı artık Avrupa'da neredeyse yasaklanmıştır.
Kurşun asit 2.1 140 Orta derecede pahalı.
Orta düzeyde enerji yoğunluğu.
Orta oranda kendi kendine deşarj.
Daha yüksek deşarj oranları, önemli ölçüde kapasite kaybına neden olur.
Kurşundan kaynaklanan çevresel tehlike.
Ortak kullanım - Otomobil aküleri
NiMH 1.2 360 Nikel-metal hidrit kimyası.
Ucuz.
Daha yüksek enerji tüketen cihazlarda alkalin pillerden daha iyi performans gösterir.
Geleneksel kimya yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir, ancak aynı zamanda yüksek bir kendi kendine boşalma oranına sahiptir.
Daha yeni kimya, düşük kendi kendine deşarj oranına sahiptir , ancak aynı zamanda ~% 25 daha düşük enerji yoğunluğuna sahiptir.
Bazı arabalarda kullanılır.
NiZn 1.6 360 Nikel-çinko kimyası.
Orta derecede ucuz.
Yüksek tahliye cihazı uygundur.
Düşük kendi kendine deşarj oranı.
Alkalin birincil hücrelere diğer ikincil hücrelere göre daha yakın voltaj.
Toksik bileşen yok.
Yeni piyasaya sürüldü (2009). Henüz bir sicil kaydı oluşturmadı.
Sınırlı boyut mevcudiyeti.
AgZn 1.86
1.5
460 Gümüş-çinko kimyası.
Eşdeğer Li-ion'dan daha küçük hacim.
Gümüş nedeniyle son derece pahalıdır.
Çok yüksek enerji yoğunluğu.
Çok yüksek tahliye kabiliyeti.
Uzun yıllar yüksek gümüş fiyatları nedeniyle modası geçmiş olarak kabul edildi.
Hücre, kullanılmadığı takdirde oksidasyondan muzdariptir.
Tepkiler tam olarak anlaşılmamıştır.
Terminal voltajı çok kararlıdır, ancak aniden% 70-80 şarjda 1.5 volta düşer (
pozitif plakada hem arjenik hem de argentik oksit varlığına bağlı olduğuna inanılır - biri önce tüketilir).
Birincil pil (ay arabası) yerine kullanılmıştır.
Li-ion yerine bir kez daha geliştiriliyor.
LiFePO 4 3.3
3.0
360 790 Lityum-Demir-Fosfat kimyası.
Lityum iyon 3.6 460 Çeşitli lityum kimyaları.
Çok pahalı.
Çok yüksek enerji yoğunluğu.
Genellikle "genel" pil boyutlarında bulunmaz.
Lityum polimer pil , dizüstü bilgisayarlarda, dijital kameralarda, video kameralarda ve cep telefonlarında yaygındır.
Çok düşük kendi kendine boşalma oranı.

Deşarj sırasında terminal voltajı 4,2 ila 3,0 volt arasında değişir.
Uçucu: Kısa devre yapılırsa, aşırı ısınırsa veya sıkı kalite standartlarında üretilmezse patlama şansı.

Katı hal piller

28 Şubat 2017'de Austin'deki Texas Üniversitesi, lityum iyon pil mucidi John Goodenough liderliğindeki bir ekip tarafından geliştirilen ve daha güvenli ve daha hızlı şarjlara yol açabilecek yeni bir katı hal pil türü hakkında bir basın bülteni yayınladı. Elde taşınan mobil cihazlar, elektrikli arabalar ve sabit enerji depolaması için daha uzun ömürlü şarj edilebilir piller ". Yeni teknoloji hakkında daha fazla ayrıntı, hakemli bilimsel dergi Energy & Environmental Science'da yayınlandı .

Teknolojinin bağımsız incelemeleri, sıvı elektrolitler kullandıkları için belirli koşullar altında lityum iyon pillerden kaynaklanan yangın ve patlama riskini tartışır. Yeni geliştirilen pil, kısa devreleri ortadan kaldırması gereken cam elektrolitler kullandığından daha güvenli olmalıdır. Katı hal pilinin, örneğin elektrikli araçlarda kullanım ömrünü uzatan "enerji yoğunluğunun üç katı" olduğu da söyleniyor. Ayrıca, teknoloji deniz suyundan çıkarılan sodyum gibi daha ucuz, dünya dostu malzemeler kullandığından ekolojik olarak daha sağlam olmalıdır. Ayrıca çok daha uzun ömürlüdürler; "hücreler, düşük hücre direnci ile 1.200'den fazla döngü sergiledi". LUX Research'ten Chris Robinson'a göre, araştırma ve prototiplerin yakın gelecekte ticari olarak uygun bir ürüne yol açması beklenmiyor. The American'a verdiği demeçte, "Bu, önümüzdeki 15 yıl içinde elektrikli araçların benimsenmesi üzerinde somut bir etkiye sahip olmayacak. Birçok katı hal elektrolitinin karşılaştığı önemli bir engel, ölçeklenebilir ve uygun maliyetli bir üretim sürecinin olmamasıdır." Bir e-postada Enerji Haberleri.

Ev yapımı hücreler

Elektriksel olarak iletken olmak için yeterli iyona sahip hemen hemen her sıvı veya nemli nesne, bir hücre için elektrolit görevi görebilir. Bir yenilik veya bilimsel bir gösteri olarak, farklı metallerden yapılmış iki elektrotu bir limon , patates vb. İçine yerleştirmek ve az miktarda elektrik üretmek mümkündür. "İki patatesli saatler" hobi ve oyuncak mağazalarında da yaygın olarak bulunur; her biri içine yerleştirilmiş iki elektrot bulunan bir patatesten (limon, vb.) oluşan ve dijital bir saate güç vermek için yeterli gerilime sahip bir pil oluşturmak için seri olarak bağlanan bir çift hücreden oluşurlar. Bu türden ev yapımı hücrelerin pratik bir faydası yoktur.

Voltaik bir yığın, iki madeni paradan (bir nikel ve bir kuruş gibi ) ve tuzlu suya batırılmış bir parça kağıt havludan yapılabilir . Böyle bir yığın çok düşük bir voltaj üretir, ancak birçoğu seri olarak istiflendiğinde, kısa bir süre için normal pillerin yerini alabilir.

Sony , canlı organizmalarda gözlemlenen süreçlere benzer şekilde şekerden elektrik üreten biyolojik bir pil geliştirdi . Pil, karbonhidratları parçalayan enzimler kullanarak elektrik üretir.

Kurşun asit hücreleri evde kolaylıkla üretilebilir, ancak plakaları 'oluşturmak' için yorucu bir şarj / deşarj döngüsü gereklidir. Bu, plakalarda kurşun sülfatın oluştuğu ve şarj sırasında kurşun dioksite (pozitif plaka) ve saf kurşuna (negatif plaka) dönüştürüldüğü bir işlemdir. Bu işlemin tekrarlanması, mikroskobik olarak pürüzlü bir yüzeye neden olur, yüzey alanını arttırır ve hücrenin iletebileceği akımı arttırır.

Daniell hücrelerinin evde yapılması kolaydır. Alüminyum-hava aküler yüksek saflıkta alüminyumdan üretilebilir. Alüminyum folyo piller bir miktar elektrik üretecek, ancak kısmen önemli miktarda (yanıcı) hidrojen gazı üretildiği için verimli değiller .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar