• Cts. May 18th, 2024

Pil Nedir ve Nasıl Çalışır?

May 12, 2021 #teknoloji
Pil nedir pil Nasıl ÇalışırPil nedir pil Nasıl Çalışır

Piller ve benzeri cihazlar talep üzerine elektriği kabul eder, depolar ve serbest bırakır. Piller, diğer birçok günlük enerji kaynağı gibi enerjiyi depolamak için kimyasal potansiyel biçiminde kimyayı kullanır. Örneğin, kütükler, yakmak enerjiyi ısıya dönüştürene kadar enerjiyi kimyasal bağlarında depolar.

Benzin, bir araba motorunda mekanik enerjiye dönüştürülene kadar kimyasal potansiyel enerji depolanır. Benzer şekilde, pillerin çalışması için, elektriğin kolayca depolanmadan önce kimyasal bir potansiyel şekline dönüştürülmesi gerekir.

Piller, elektrolit adı verilen kimyasal bir malzeme ile ayrılmış, katot ve anot adı verilen iki elektrik terminalinden oluşur. Enerjiyi kabul etmek ve serbest bırakmak için, bir pil harici bir devreye bağlanır. Elektronlar devre boyunca hareket ederken, aynı anda iyonlar (atomlar veya elektrik yüklü moleküller) elektrolit boyunca hareket eder.

Şarj edilebilir bir pilde, elektronlar ve iyonlar devre ve elektrolit boyunca her iki yönde hareket edebilir. Elektronlar katottan anoda hareket ettiklerinde kimyasal potansiyel enerjiyi arttırırlar, böylece pili şarj ederler; diğer yöne hareket ettiklerinde ise bu kimyasal potansiyel enerjiyi devrede elektriğe çevirerek pili boşaltırlar. Şarj etme veya boşaltma sırasında, zıt yüklü iyonlar, harici devre boyunca hareket eden elektronların yükünü dengelemek ve sürdürülebilir, yeniden şarj edilebilir bir sistem oluşturmak için pilin içinde elektrolit boyunca hareket eder. Şarj edildikten sonra, kimyasal potansiyel enerjiyi daha sonra elektrik olarak kullanmak üzere depolamak için pilin devre bağlantısı kesilebilir.

Piller 1800 yılında icat edildi, ancak kimyasal süreçleri karmaşık. Bilim adamları, yeni nesil yüksek verimli, elektrik enerjisi depolaması üretmek için pillerdeki elektriksel ve kimyasal süreçleri daha iyi anlamak için yeni araçlar kullanıyor. Örneğin, pillerdeki anotlar, katotlar ve elektrolitler için iyileştirilmiş malzemeler geliştiriyorlar. Bilim adamları, şarj edilebilir pillerdeki işlemleri inceler çünkü piller şarj edilip boşalırken tamamen tersine dönmezler. Zamanla, tam bir ters çevirmenin olmaması, pil malzemelerinin kimyasını ve yapısını değiştirebilir ve bu da pil performansını ve güvenliğini azaltabilir.

BES, bireysel bilim adamları tarafından ve çok disiplinli merkezlerde yapılan araştırmaları destekler. En büyük merkez, bir DOE Enerji İnovasyon Merkezi olan Ortak Enerji Depolama Araştırma Merkezi’dir (JCESR). Bu merkez elektrokimyasal materyalleri ve fenomenleri atomik ve moleküler ölçekte inceler ve yeni materyallerin tasarımına yardımcı olmak için bilgisayarları kullanır. Bu yeni bilgi, bilim insanlarının daha güvenli, daha uzun ömürlü, daha hızlı şarj olan ve daha büyük kapasiteye sahip enerji depolamasını tasarlamalarını sağlayacak. BES programı tarafından desteklenen bilim adamları pil biliminde yeni ilerlemeler elde ettikçe, bu ilerlemeler uygulamalı araştırmacılar ve endüstri tarafından ulaşım, elektrik şebekesi, iletişim ve güvenlik alanındaki uygulamaları ilerletmek için kullanılır.