1. Bikifi
  2. Lise Ders Notları
  3. Kimya Ders Notları
  4. Kimyasallardan Elektrik Üretimi

Kimyasallardan Elektrik Üretimi

Satın alınan her çeşit pilin üzerinde, sahip olduğu kimyasal sisteme göre anot ve katot arasındaki potansiyel farkını gösteren ve volt (V) cinsinden ifade edilen gerilim değeri yazılıdır. Bu gerilim, pilin hiçbir harici devreye bağlı olmaksızın sahip olduğu açık devre gerilimidir.

Pillerin Ömürleri

Yarı hücrelerdeki elektrotların cinsi ve kullanılan çözeltilerin derişimi galvanik bir hücrenin gerilimini etkiler. Galvanik hücrenin büyüklüğü, elektrot kütlesi, elektrodun temas yüzeyi ve çözelti hacmi (derişim ve sıcaklık sabit kalmak koşulu ile) pil potansiyelini etkilemez. Sadece pilin çalışma süresini değiştirir. Pilin içinde ne kadar elektrolit ve elektrot varsa pil kapasitesi o kadar yüksek olur. Bu yüzden aynı voltajı sağlayan küçük pillerin ömrü büyük pillere göre daha azdır. Pillerin bitme süreleri; hücrelerin içindeki kimyasal reaksiyonlardan dolayı akımın büyüklüğü, akım süresi, sıcaklık ve diğer başka faktörler gibi çevresel etmenlere göre değişebilir.

Sıcaklık arttıkça kimyasal tepkimelerin hızı da artar. Bu nedenle sıcaklık artışı pil performansını artırıcı bir etken olarak görülse de istenmeyen tepkimeleri beraberinde getirebilir. Bunun sonucunda pil ömründe kayıplar ortaya çıkar. Sıcaklığın artması pilin çalışma ömrünü azaltır.

Piller

Depoladığı kimyasal enerjiyi daha sonra elektrik enerjisine dönüştürebilen düzeneklere pil denir.

Güneş Pilleri

Güneş enerjisi, Güneş’in çekirdeğindeki füzyon süreci ile açığa çıkan ışıma enerjisidir. Bu süreç Güneş’teki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi şeklinde gerçekleşir.Güneş enerjisinden ısı, ışık ve elektrik üretiminde faydalanılır. Yüzeylerine gelen güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren sistemlere fotovoltaik piller veya güneş pilleri denir.

Güneş pillerinin yüzeyi ışığa duyarlı ve çok katmanlıdır. Gelen güneş ışınları yüzeyler arasında bir potansiyel farkı oluşturur ve bu potansiyel fark elektrik akımı oluşumuna neden olur. Güneş pili yapımında anorganik yarı iletken malzemeler kullanılır.

Yakıt Pilleri

€€H_2 , CO , CH_4€€ gibi yakıtların yanma enerjilerini doğrudan elektrik enerjisine çevirmek için tasarlanmış elektriksel pillere yakıt pilleri denir. Bu piller, içindeki harcanan maddelerin yerine sürekli olarak yenisi konulabildiği için uzun süre çalışmaya devam eder. İki çeşit yakıt pili vardır:

a) Hidrojen-Oksijen Yakıtlı Pil

Bu pilin elektrotları platin (Pt) ile kaplanmış titanyum (Ti) tel kafeslerdir. Bu pillerde elektrolit olarak KOH çözeltisi emdirilmiş asbest kullanılır. Ortada bir fitil bulunur ve bu fitil sürekli su çekerek elektrolitin ıslak kalmasını sağlar. Pile bir taraftan €€H_2€€ , diğer taraftan €€O_2€€ gazı gönderilir.

b) Hidrokarbon-Hava Yakıtlı Pil

Bu pilin şekli hidrojen-oksijen yakıtlı pil gibidir. Ancak bu pillerde pahalı olan €€H_2€€ yerine hidrokarbonlar, €€O_2€€ kaynağı olarak hava, elektrolit olarak da €€H_3PO_4€€ çözeltisi kullanılır. Bu pilden €€H_2-O_2€€ yakıtlı pildeki gibi kuvvetli akım çekilemez ama hidrokarbonların ucuz ve depolanmasının kolay olmasından dolayı hidrokarbon-hava yakıtlı pil tercih edilir.

Lityum İyon Pilleri

Şarj edilebilen en yeni ve en pahalı pil lityum iyon pilidir. Bu piller lityum iyonlarının anottan katoda doğru hareketi ile oluşur. Anot, lityum iyonlarının grafitteki karbon atomu katmanları arasına girmesiyle meydana gelir. Lityum iyon pilleri hafif olduğu ve yüksek pil potansiyeli ürettiği için tercih edilir. Lityum iyon pili pillerin kullanım alanları; dijital kameralar, dizüstü bilgisayarlar ve cep telefonları olarak sıralanabilir.

Piller Elektriksel Sistemler İçin Neden Gerekli?

Elektrik enerjisi üretilme anında tüketilmesi gereken bir enerjidir, yani petroldeki gibi bir tanker sisteminden bahsedemeyiz. Elektriksel enerjinin depolanabilmesi için; elektrik enerjisinin farklı bir enerji çeşidine çevrilmesi gerekir. Piller, depolanma için gerekli olan bu çevirimi sağlar ve ihtiyaç duyulması halinde aynı çevirimi ters yönde yaparak elektrik enerjisi üretir. Bu sayede piller elektrik enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürülerek depolanmasını sağlar.

Piller gibi aküler de elektrik enerjisinin kimyasal olarak depolanmasını sağlayan yapılar olarak günlük hayatımızda karşımıza çıkar.

Kimya ve Elektrik Ünitesi Konu Anlatım Serisi

  1. Redoks ve İstemlilik
  2. Elektrotlar ve Elektrokimyasal Hücreler
  3. Elektrot Potansiyelleri
  4. Kimyasallardan Elektrik Üretimi
  5. Elektroliz: Elektrik ve Madde İlişkisi
  6. Korozyon