PİL

a. (fr. pile).
1. Elektrotekn. Kimyasal bir tepkimede ortaya çıkan enerjiyi, doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren aygıt. (Bk. ansıkl. böl.)
2. Pili bitmek, gücü tükenmek, takati kalmamak.

—Elektrotekn. Etalon pil, gerilim etalonu olarak kullanılan pil. || Güneş pili, FOTO PİL’in eşanlamlısı. || Kuru pil, elektroliti akışkan olmayan pil. || Yakıt pili, kendi dışında depolanmış bir yakıt-yakıcı karışımı nın kimyasal enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren statik enerji çeviri cisi. (Bk. ansikl. böl.) || Yarım pil, tek bir elektrot ve bunu çevreleyen elektrolitik bir çözeltiden oluşan bütün.

—Nük. müh Atom pili, grafit bloklarından ve uranyum çubuklarından oluşmuş bir yığın görünümündeki ilk nükleer reaktörlere verilen ad.

—ANSİKL Elektrotekn Elektrik pılı Bir elektrik pili, bakışımsız bir voltametre içeren bir iletkenler zincirinden oluşur, ilk pı li Volta gerçekleştirmiştir (1800); bu pil, asitli suya batırılmış yuvarlak çuha ya da karton parçalarıyla birbirinden yalıtılmış bir çinko ve bakır disk dizisinden oluşu yordu; son bakır diski son çinko diske bağlayan metal telden bir akım geçiyordu; Cruikshank, bu pilin sakıncalarını (asitli suyun akarak parazit bağlantılara neden olması) gidermek için, asitli su yalağına yatırılmış bir sütundan oluşan gözlü batarya'yı geliştirdi. 1826’da Becquerel, bu pillerde ortaya çıkan gerilim düşümü ne, kontaklardaki yapı değişikliğinin ve özellikle, pozitif elektrot üzerinde, elektroliz etkisiyle toplanan hidrojen kabarcıklarının neden olduğunu açıkladı. Elektrotlardaki bu kutuplanmayı azaltmak için, elektrolit içine kutuplanma giderdiler, yani hidrojen birikimim ortadan kaldırma yeteneği olan yükseltgenler katmak gerekiyordu. Böylece, sıvı (kromik asit, potasyum bikromat. nitrik asit) ve katı (kurşun dioksit ya da manganez dioksit) kutuplanma gidericiler içeren piller yapıldı. 1842'de Poggendorff, daha sonra sırasıyla Grenet, Ducretet ve Trouvö'nin yetkinleştirecekleri potasyum bikromatlı pil'i tasarladı. Bu pillerin klasik tipte olanları şöyle yapılır: pozitif kutup görevi yapan iki karnı kömürü levhası, bir çinko lamın (negatif) her iki yanına yerleştirilir; daha sonra bütün, asit bir potasyum bikromat çözeltisine daldırılır. Metal levha çözeltiye daldırıldığında, aşağıdaki tepkimeler uyarınca bir akım doğar: çift bir potasyum ve krom sülfat oluşurken, oksijen açığa çıkar; bunun hidrojenle bileşmesi kutuplanma yı önler. Gerilimi 2 V olan bu piller yüksek bir akım debisi sağlıyordu, Bunsen pili'nde (1843), kutuplanma giderici olarak nitrik asit kullanıldı.

Tek bir katı kutuplanma giderici içeren pillerin en pratiği Leclanchö öğesıdır (1868), bu pil türü, bir amonyum klorür çözeltisi içinde yer alan ve negatif kutbu oluşturan bir çinko çubuğu içerir; merkezde, gözenekli bir kap ya da kumaş bir çeper içinde bir karni kömürü levhası (pozitif kutup) bulunur; bu levha karşısında, basınç yoluyla manganez dioksit topaklaştı rılmıştır. Bu pil 1,5 V'luk bir gerilim vermesine karşın ancak zayıf akımlar üretebilir Kesikli kullanımlar için uygun olan bu pili Föry yetkinleştirdi FĞry pili nde negatif elektrot, kabın dibine yatay olarak yerleş tirılmış bir çinko levhadan oluşur, pozitif elektrot, katalizör rolü oynayan gözenekli kömürdendir; elektrolit bir amonyum klorür çözeltisidir; havanın, sıvı üst katmanlarında çözünen oksijeni, kutuplanma giderici görevi yapar. Aynı ilkeden yola çıkarak, günümüzde çok kullanılan ve kum pil denen, elektrolitleri, soğurucu ya da jelatinli bir maddeyle akışmaz kılınmış piller de üretilmiştir.

Ûte yandan, farklı ıkı metal lamı, her bı- rıni tuzlarından birinin çözeltisi içine dal dırarak, kutuplanmaz denen, iki sıvılı piller de geliştirilmiştir. Bu türün ilk örneği olan ve 1836 da ortaya çıkan Daniell pili. çinko sülfat içine daldırılmış bir çinko çu buğu (negatif kutup) içeren bir kaptan olu şur. Bu kabın içindeki ikinci bir gözenekli kap, doymuş bir bakır sülfat çözeltisi için de yer alan bakır bir çubuk (pozitif kutup) içerir. Bu pilin verdiği gerilim 1,08 V'tur.
Derişim pilleri kutuplanmaz pillerin başka bir türüdür ve aynı metalden yapılmış ve bu metalin bir tuzunun farklı derişim deki çözeltilerine daldırılmış iki elektrottan oluşur. Gerilim, çözeltilerin derişimine bağlıdır; pil bir devreye bağlandığında, yani akım verdiğinde, negatif kutbu oluş turan, düşük derişımlı çözelti içindeki elek trot çözünürken, pozitif kutbu oluşturan öbür elektrotun kütlesi artar; dolayısıyla derışimler eşitlenme eğilimi gösterir.
Gazlı piller'de (Grove, Gaugaın, Zeu ger), elektrotlar basınç altındaki bir gaz içinde yer alır.
Çözeltilerin pH ölçümleri, derişim pille rinden türeyen pillerle (hidrojen elektrot lu, yani H iyonu açısından farklı derişim lerdeki çözeltiler içine daldırılmış, hidrojen bir atmosfer içindeki platin bir lamdan olu şan piller) gerçekleştirilir. Pillerin, gerilim, direnç gibi değişmezleri bilinen yöntem lerle ölçülebilir; karşılaştırma yöntemlerinde, Daniell pili, Latimer Clark pili, fVeston pılı gibi, kutuplanmaz piller olan etalon pil lerden yararlanılır, bunların içinden Wes ton pılı, sodyum amalgamı (negatif ku tup), kadmiyum sülfat, cıva II sülfat, cıva (pozitif kutup) biçiminde sıralanmış bir dizi maddeden oluşur ve gerilim 20 °C’ta, 1,018 30 V’tur.

Günümüzde pillerin güvenirliğini, ömürlerini ve kütlesel enerjileri artırmaya yönelik çok sayıda araştırma yürütülmektedir, incelenen öğeler arasında, lityumlu piller, cıva oksıt-kadmıyum pilleri, çinko-hava pilleri, organik elektrolitti piller ve katı elektrolıtlı piller sayılabilir.
Piller kuramı. Helmholtz, tersinir piller için, pil içindeki enerji alışverişine dayanan termodinamik bir kuram tasarladı. Pilin geriliminin, her elektrotun ilişkin çözeltiyle temasından ve elektrot çözeltiye ve çözel tiden elektrota doğru olan iyon geçişinden kaynaklandığını kabul ederek, sonuçlarla doyurucu bir biçimde uyuşan iyon kuramları (Nernst) kurulabilmiştir, (ELEKTROKİMYA, YÜKSELTGENME İNDİRGENME )
Sınai uygulamalar. Doğru akımda, düşük gerilimli düşük bir güç vermelerine ve sağladıkları enerji, şebeke enerjısıninkinden çok daha pahalı olmasına karşın, pillerin, kolayca taşınabilir özerk üreteçler olma üstünlüğü vardır Uygulamaları, askeri alanda (güdümlü ve balistik mermilerin, torpidoların itme sistemleri) olduğu kadar sivil alanda da (yedek donanımları, radyo alıcılarını^teypleri, tıraş makinelerini, kameraları, aydınlatma düzeneklerim, oyuncakları vb. beslemede) oldukça yaygındır. Saatlerin, elektronik oyunların ve cep hesap makinelerinin gelişmesiyle, minyatür pillere yeni pazarlar açılmıştır.

• Yakıt pili, Temel olarak, bir elektrolitle ayrılmış iki elektrottan (anot ve katot) oluşur. Kimyasal tepkimenin ayırtedıcı niteliği olan elektron düzeni, bir ısıl makinedeki olaylardan farklı olarak, uzayda, eşanlı ve birbirini tamamlayan ıkı tepkime halinde ge lişır: hidrojen-oksijen pili özel haline karşı lık gelen şekilde de görüldüğü gibi, anot üzerinde yakıtın yükseltgenme tepkimesi ve katot üzerinde yakıcının indirgenme tepkimesi. Bu ıkı elektrot arasında böylece, dış bir devreyi elektrik enerjisiyle beslemeye olanak veren ve verimin göstergesi olan bir potansiyel farkı oluşur Bu potansiyel farkı, kuramsal olarak, yalnız tü mel tepkimenin serbest entalpi değişim teriyle sınırlıdır ve dolayısıyla Carnot çevriminin sınırlamalarından etkilenmez.
Gerçekte, yakıt pili, hem akümülatörün hem de ısıl motorun ayırtedici niteliklerini taşır. Yüksek verim (°/o 50 ile 80 arası) ve sessiz çalışma üstünlükleriyle akümülatöre, anlık yemden dolma, büyük özerklik, büyük kütlesel guç ve kendi gerıkaza nımına olanak verecek bir sıcaklık düzeyindeki ısıl enerji sağlama üstünlükleriyle ısıl motora benzer.
Bu özgün niteliklerden, uzay uygulamalarından, özellikle Sovyet Gemini ve amerikan Apollo uçuş programlarında ve uzay mekiklerinde uzun sûredir geniş ölçüde yararlanılmaktadır. Bu niteliklerin, maliyet ve dayanıklılık sorunları, ekonomik gereksinimlere yanıt verebilecek biçimde çözümlenmek koşuluyla, bu üreteçlere geniş sınai ufuklar açacağı düşünülmektedir. Bu amaçla, katalizörlerin özelliklerinden yararlanarak, elektrotlardaki tepkimelerin hızını artırmak için önemli araştırmalar yapılmaktadır.
Günümüzde, yakıt-yakıcı İkilisine (hidro- jen-oksijen, hidrojen-hava, metanol-hava, hidrazin-hava vb.), elektrolitin yapısına (asit, bazik, karbonatlı, karma oksitli), sıcaklık düzeyine (düşük, orta ya da yüksek sıcaklıkibağlı olarak ayırt edilen birçok pil türü inceleme aşamasındadır Araştırmaların ilerleme düzeyi, bu pil kategorilerine bağlı olarak oldukça farklılık göstermektedir Bu pil kategorileri arasında sinai gelişmeye en yakın olanları, yoğun elektrik üretimi için kullanımı düşünülen, asit elektrolitli, orta sıcaklıktaki hidrojen-hava pilleridir. Daha uzun vadede, bu yakıt-yakıcı İkililerinin özgül katalitik türrini ortaya koymak başarılabilirse, alkol-hava ve hatta hidrokarbon-hava pilleri, yukarıda sayılanların yerini alabilecektir.