IRCForumu.ORG   sohbetkacak
reklamalanı


Yaşam ve Detay Yaşama dair gelişmeler burada. İlgi çekici olaylar, inanç, ilişkiler, ilginç olaylar yaşam ve detayda.

 
 
Seçenekler Stil
Alt 11 Aralık 2021, 14:43   #1
Webmaster
CeReN - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)

Standart Lityum Iyon (Sarj Edilebilir) Piller: Tanimi, Calisma Mekanizmasi, Avantaj Ve Dezavantajlari

Piller; gunluk yasam icinde hemen hemen herkes tarafindan yogun olarak kullanilan ve hayati kolaylastiran araclardir. Tasinabilir elektrik enerjisi saglayan pillerde tek sorun, cogu pilin cok cabuk bitmesi ve sarj edilebilir degilse kullanildiktan sonra atilmasidir. Bu durum hem cevre hem de butce acisindan kotudur ve dunya capinda her yil milyarlarca tek kullanimlik pili cope atilmaktadir. Sarj edilebilir piller bu sorunu cozmeye yardimci olurken lityum iyon denen bir teknolojiyi kullanilarak uretilirler ve li-ion veya lityum iyon piller olarak anilirlar.
Cep telefonu, dizustu bilgisayar ve MP3 calarlain cogu muhtemelen hepsi lityum iyon pil kullanir. 1991’den beri yaygin olarak kullanilmakta olan lityum piller kimyasal olarak ilk defa 1912’de Amerikali kimyager Gilbert Lewis (1875–1946) tarafindan kesfedilmislerdir. Bu yazida Lityum pillerin standart pillerle karsilastirmasi, avantajlari ve calisma mekanizmasi hakkinda bilgiler bulunmaktadir.

Siradan Pillerle Ilgili Sorun Nedir?
Piller kisaca kucuk bir metal kutuda gerceklesen kimyasal bir deney niteligindedir. Bir pilin iki ucunu bir el feneri gibi bir arac baglandiginda kimyasal reaksiyonlar baslarken, pilin icindeki kimyasallar yavas ama sistematik olarak parcalanir ve diger kimyasallari yapmak icin bir araya gelerek iyonlar ve negatif yuklu elektronlar adi verilen bir pozitif yuklu parcacik akisi uretir . Iyonlar pilin icinde hareket eder; elektronlar, pilin bagli oldugu devreden gecerek elektrik enerjisi saglar ve sonuc olarak bu el fenerini calistirir. Tek sorun, bu kimyasal reaksiyonun yalnizca bir kez ve yalnizca bir yonde gerceklesebilmesidir: Bu nedenle siradan piller genellikle yeniden sarj edilemezler.



Sarj Edilebilir Piller ve Tersine Cevrilebilir Reaksiyonlar
Sarj edilebilir pillerde farkli kimyasallar kullanilir ve bunlar tamamen farkli reaksiyonlarla ayrilir. Buyuk fark, sarj edilebilir bir pildeki kimyasal tepkimelerin tersine cevrilebilir olmasidir. Boylelikle pil bosalirken tepkimeler bir yone gider ve pil guc verir. Pil sarj olurken reaksiyonlar ters yonde ilerler ve pil gucu emer. Bu kimyasal reaksiyonlar her iki yonde de yuzlerce kez gerceklesebilir, bu nedenle sarj edilebilir bir pil tipik olarak uc ila 10 yillik bir kullanim omru saglar. Tabi ki omru pilin, kalitesine, ne sIklikta kullanildigina ve dogru sarj edilip edilmedigine bagli olarak degisIklik gostermektedir.

Lityum Iyon Piller Nasil Calisir?
Lityum Iyon (Sarj Edilebilir) Piller: Tanimi, Calisma Mekanizmasi, Avantaj ve DezavantajlariDiger tum piller gibi, sarj edilebilir bir lityum iyon pil de hucre adi verilen bir veya daha fazla guc ureten bolmeden olusur. Her hucrenin esas olarak uc bileseni vardir: bir pozitif elektrot (pilin pozitif veya + terminaline bagli), bir negatif elektrot (negatif veya – terminaline bagli) ve bunlarin arasinda elektrolit adi verilen bir kimyasal bulunur. Pozitif elektrot tipik olarak lityum-kobalt oksit (LiCoO 2) adi verilen bir kimyasal bilesIkten veya daha yeni pillerde lityum demir fosfattan (LiFePO 4) yapilir.) olusmaktadir. Negatif elektrot genellikle karbondan (grafit) yapilir ve elektrolit bir pil turunden digerine degisir, ancak pilin nasil calistigina dair temel fikri anlamada cok onemli degildir.
Tum lityum iyon piller genel olarak ayni sekilde calisir. Pil sarj olurken, lityum-kobalt oksit, pozitif elektrot, elektrolit uzerinden negatif, grafit elektrota hareket eden ve orada kalan lityum iyonlarinin bir kismini birakir. Pil bu islem sirasinda enerjiyi alir ve depolar. Pil bosalirken, lityum iyonlari elektrolit uzerinden pozitif elektrota geri donerek pile guc saglayan enerjiyi uretir. Her iki durumda da elektronlar, dis devre etrafindaki iyonlara zit yonde akar. Elektronlar elektrolit icinden akmazlar: Elektronlar soz konusu oldugunda, elektrolit etkili bir sekilde yalitkan bir bariyerdir.
Iyonlarin (elektrolit yoluyla) ve elektronlarin (harici devre etrafinda, ters yonde) hareketi birbirine bagli sureclerdir ve biri durursa digeri de durur. Pil tamamen bosaldigi icin iyonlar elektrolit icinde hareket etmeyi birakirsa, elektronlar da dis devreden gecemez; bu nedenle gucunu kaybeder. Benzer sekilde, pilin gucu ne olursa olsun kapatirsaniz, elektron akisi durur ve iyon akisi da durur. Pil, esasen yuksek bir hizda bosalmayi durdurur (ancak cihazin baglantisi kesilse bile cok yavas bir hizda bosalmaya devam eder).
Daha basit pillerin aksine, lityum iyon piller, nasil sarj ve desarj olduklarini duzenleyen elektronik kontrolorlere sahiptir. Bazi durumlarda lityum iyon pillerin patlamasina neden olabilecek asiri sarj ve asiri isinmayi onlerler.

Lityum Iyon Pil Nasil Sarj Olur ve Bosalir?
Lityum Iyon (Sarj Edilebilir) Piller: Tanimi, Calisma Mekanizmasi, Avantaj ve DezavantajlariAdindan da anlasilacagi gibi, lityum iyon piller tamamen lityum iyonlarinin hareketi ile ilgilidir. Pil sarj olurken (guc emerken) iyonlar bir yonde hareket eder; pil bosaldiginda (guc saglarken) ters yonde hareket ederler. Lityum iyon pillerin sarj olma asamasi su sekildedir;
• Sarj sirasinda, lityum iyonlari (sari daireler) elektrolit (gri) uzerinden pozitif elektrottan (kirmizi) negatif elektrota (mavi) akar. Elektronlar ayrica pozitif elektrottan negatif elektrota akar, ancak dis devre etrafinda daha uzun bir yol alirlar. Elektronlar ve iyonlar negatif elektrotta birlesir ve orada lityum biriktirir.
• Daha fazla iyon akmadiginda, pil tamamen sarj olmus ve kullanima hazirdir.
• Bosaltma sirasinda iyonlar elektrolit uzerinden negatif elektrottan pozitif elektrota geri akar. Elektronlar, dis devre yoluyla negatif elektrottan pozitif elektrota akar ve dizustu bilgisayariniza guc saglar. Iyonlar ve elektronlar pozitif elektrotta birlestiginde, orada lityum birikir.
• Tum iyonlar geri hareket ettiginde pil tamamen bosalir ve yeniden sarj edilmesi gerekir.

Lityum Iyon Pillerin Avantajlari
Genellikle, lityum iyon piller, (“Nicad” telaffuz NiCd) nikel kadmiyum gibi eski teknolojilere gore daha guvenilir ve NiCad pillerin bellek etkisi guclu oldugu icin kullanim esnasinda yeni sarz yuklemeden once tamamen bosalabilirler. Lityum iyon piller kadmiyum (zehirli, agir bir metal) icermediginden ayni zamanda daha fazla cevre dostudurlar. Agir hizmet tipi sarj edilebilir pillerle (arabalari calistirmak icin kullanilan kursun asitli piller gibi) karsilastirildiginda, lityum iyon piller depoladiklari enerji miktarina gore nispeten hafiftir.

Lityum Iyon Pillerin Dezavantajlari
Lityum iyon pillerin dezavantajlari de oncelikle ne ile karsilastirilacagi goz onune alinmalidir. Mesela otomobiller icin bir guc kaynagi olarak kullanilacaksa, diger aku turleriyle degil, benzinle karsilastirmak gerekmektedir. Yillar icinde kayda deger ilerlemelere ragmen, sarj edilebilir piller hala siradan gazin yalnizca cok kucuk bir kismini enerji depola. Daha bilimsel bir deyisle, cok daha dusuk bir enerji yogunluguna sahiptirler (birim agirlik basina daha az enerji depolarlar). Bu ayni zamanda, gazla calisan bir otomobili neden birkac dakika icinde tamamen sarj edebilecegini (yakit ikmali yapabilecegi) de aciklamaktadir. Oysa bu genellikle saatlerce suren bir islemdir ve akuleri elektrikli bir arabada kullanmak icin yapilmasi gerekir. Bu dezavantajlar elektrikli arabalarin daha yuksek yakit ekonomisi ve gorece hava kirliligi eksIkligi ( aracin kendisinden sifir egzoz borusu/egzoz emisyonu) gibi diger avantajlarla dengeledigi unutulmamalidir.
Araclarda kullanilan lityum iyon piller bir kenara birakip daha genel olarak incelendiginde dezavantajlari su sekilde tanimlanabilir. Oncelikle en buyuk sorun guvenliktir, cunku lityum iyon piller asiri sarj edilirse veya dahili bir ariza kisa devreye neden olursa alev alir. Boyylelikle her iki durumda da, piller termal kacak olarak adlandirilan bir sekilde isinir ve sonunda alev alir veya patlar. Bu sorun, piller cok isindiginda veya ic basinclari cok yukseldiginde voltaj maksimuma ulastiginda sarj akimini kesen, akim kesme aygiti veya CID olarak bilinen yerlesIk bir devre kesici ile cozulur. Ancak bu konudaki endiseler devam etmektedir ve 2016’da Uluslararasi Sivil Havacilik Orgutu, potansiyel tehlike nedeniyle yolcu ucaklarinda lityum iyon pillerin sevkiyatini resmen yasaklamistir.
Teknolojinin ne kadar yaygin oldugu dusunuldugunde her yeni model cep telefonunda, dizustu bilgisayarda, tablette ve diger bircok sarj edilebilir cihazda lityum iyon piller kullanildigi gorulebilir. Bu yuzden alternatiflerin risklerini akilda tutmak onemlidir. Elektrikli arabalardaki lityum iyon piller alev alabilir, ancak benzinle calisan otomobiller cok daha sIk alev alir ve patlamalara neden olur! Ancak diger pil turleri de asiri isindiklarinda alev alabilir ve patlayabildigi gercegi goz onune alindiginda, bu alev alma riski sadece lityum iyon teknolojisine ozgu bir sorun degildir.
Peki bu konuda cozum nedir? Cozum su anda Ionic Materials adli bir sirketin onculuk ettigi umut verici bir secenek, normalde lityum iyon pillerde kullanilan yanici sivi elektrolitler yerine aleve dayanikli polimerler (kati plastikler ) kullanmaktir. Lityum iyon pillerin arkasindaki kimyager olan John Goodenough tarafindan tercih edilen bir baska secenek, elektrolit icin katkili cam (elektriksel olarak iletken hale getirmek icin islenmis) kullanmaktir. Bu seceneklerden birinin mi yoksa tamamen yeni bir enerji kaynaginin mi sarj edilebilir lityum iyon pilleri yerinden edecegini ise sadece zaman gosterebilir.

Lityum Iyon Pilleri Kim Icat Etti?
Lityum Iyon (Sarj Edilebilir) Piller: Tanimi, Calisma Mekanizmasi, Avantaj ve DezavantajlariKullanisli, yararli lityum-iyon guc paketlerine 1970’lerde Oxford Universitesi’nde kimyager John Goodenough ve meslektaslari Phil Wiseman, Koichi Mizushima ve Phil Jones tarafindan onculuk edilmistir. Arastirmalari 1980 yilinda yayinlanmis ve 1990’larin basinda ilk lityum iyon pilleri ureten Sony tarafindan ticari bir teknolojiye donusturulmustur. O zamandan beri siradan hale gelip her alanda kullanilabilir olmuslardir 2013’teki bir Bloomberg haber raporuna gore, cogu Cin’de olmak kaydi ile ve her yil yaklasIk 5 milyar lityum iyon pil uretilmektedir.
Lityum iyon pil teknolojisinin uc oncusu, John Goodenough, M. Stanley Whittingham ve Akira Yoshino cigir acan bu pil teknoloji ile ilgili calismalarla 2019 Nobel Kimya Odulu’nu paylasmislardir. Tum bilim adamlari gibi, arastirmalari da daha onceki kesiflere kadar uzanabilir. Bu durumda, Amerikali kimyager Gilbert Lewis’ten ve 20. yuzyilin baslarinda lityumun elektrokimyasi uzerine yaptigi arastirmalarin da bilinmesi gerekir.

Lityum Iyon Pil Gelecegi
Gunumuzun lityum-iyon sarj edilebilir pilleri, ilk ciktigi doneme gore bircok avantaja sahiptir. Ancak hala etkili cozumler arayan termal kacak gibi sinir bozucu dezavantajlari vardir. Bu arada, iklim degisIkliginin hizinin artmasi ile daha hizli sarj olan ve daha da kucuk alanlara daha fazla enerji depolayan daha ucuz, daha guvenli, daha enerji yogun ve cevre dostu pillere olan ihtiyaci hizlandiriyor artmaktadir. Piller, karbon nanotupler gibi diger son teknoloji nano malzemelerden yapilmis olanlar, cok yakin bir gelecekte bilgisayarlara veya akilli telefonlarda da kullanilabilir olabilir.


ALİNTİ ~
________________

Bizde MutSuz Olalim ~
 


Şu anda bu konuyu görüntüleyen etkin kullanıcılar: 1 (0 üye ve 1 ziyaretçi)
 

Yetkileriniz
Konu Acma Yetkiniz Yok
Cevap Yazma Yetkiniz Yok
Eklenti Yükleme Yetkiniz Yok
Mesajınızı Değiştirme Yetkiniz Yok

BB kodu Açık
Smileler Açık
[IMG] Kodları Açık
HTML-Kodu Kapalı
Trackbacks are Açık
Pingbacks are Açık
Refbacks are Kapalı



Tüm Zamanlar GMT +3 Olarak Ayarlanmış. Şuanki Zaman: 11:35.