En fazla pil ömrüne sahip şarj edilebilir pil ne kadardır?

Elektrik enerjisi, modern uygarlığın gelişmesinde vazgeçilmez bir enerji türü olduğundan piller insan üretiminde ve yaşamında vazgeçilmez bir zorunluluk haline gelmiştir.

Pil, dar anlamda kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürebilen bir cihazı ifade eder. En yaygın kuru pil olan manganez çinko pil gibi günlük hayatımızda kullanılan pillerin tümü bu sütuna aittir. Otomobiller vb. için nikel kadmiyum pil, nikel hidrojen pil ve alüminyum asit pilin yanı sıra.

Genelleştirilmiş pil, "elektrik enerjisini başka formlarda depolayabilen ve tekrar elektrik enerjisine dönüştürülebilen bir cihaz" anlamına gelir. Örneğin bazı uzay araçlarında kullanılan nükleer güç pili, nükleer enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürebilen bir cihazdır. Ayrıca bazı alanlarda pompa depolamalı enerji santrallerinin yapımının özü dev hücrenin alternatif bir şekli olarak da değerlendirilebilir. Pompalı depolamalı enerji santrali, suyu depolamak için yedekli elektrikli su pompaları kullanıyor ve depolama suyu enerji üretimi için en yüksek talebi ve kuru mevsimi serbest bırakıyor.

Geleneksel kimyasal enerji pilleri, elektrik enerjisini kimyasal oluşum biçiminde depolar, nükleer piller, elektrik enerjisini nükleer enerji biçiminde depolar ve pompalı depolamalı enerji santralleri, elektrik enerjisini yerçekimi potansiyel enerjisi biçiminde depolar. Genel olarak konuşursak, bunlar özünde pillerdir.

Piller söz konusu olduğunda çok önemli olan bir şey vardır: pil ömrü. İnsanların pili icat etmesinin nedeni sadece güç depolamak değil, aynı zamanda elektrikli ekipmanlara her zaman ve her yerde güç sağlamaktır. Lityum pilin ömrü çok kısaysa ve kısa sürede tükenecekse sakıncalı olsa gerek. Bunu hepimizin bildiğine inanıyorum. Mevcut pil ömrü aslında ihtiyaçlarımızı karşılamaktan çok uzak. Küçük cep telefonlarının şarj istasyonları olmadan kullanılması zordur ve bu tür güçle çalışan yeni enerji araçları da benzer zorluklarla karşı karşıyadır. Pil ömrünün artırılması acil bir ihtiyaç haline geldi.

En dayanıklı pilin ne olduğunu biliyor musunuz? Aklınıza nükleer pil gelebilir ama hayır, Voyager 2'ye takılan nükleer pil 40 yıldan fazla dayanmıştır ama en uzun süre dayanabilen pil nükleer pil değil kimyasal pildir.

Kimyasal enerji pilleri 40 yıldan fazla kullanılabilir mi? Evet olabilir ve ortada büyük bir boşluk var. Şimdiye kadarki en uzun pil Oxford saat piliydi. "Oxford Bell Bataryası" bir dizi kuru yığın ve bir çift çandan oluşur. Sonraki iki kuru yığında bir saat ve iki saatin arasında metal bir top bulunur. Metal topun zili aynı yük itme kuvvetinin diğer tarafında olduğunda, diğer taraf onunla çarpıştığında yük aktarımı meydana gelecektir. İtme kuvveti topu tekrar iter ve sürekli güç kaynağına bağlı olarak zil çalacaktır.

Oxford çan pili nasıl ortaya çıktı? 1840 yılında bir gün, Oxford Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Robert Walker, bu cihazı bir alet üreticisinden satın aldı ve Oxford Üniversitesi'ndeki Clarendon Laboratuvarı'nın koridorundaki rafa koydu.

Şaşırtıcı bir şekilde, üç yıl, beş yıl ve on yıl sonra zil hala çalıyor ve güç kaynağı tükenmemiş. İnsanlar zilin ne zaman duracağını çok merak ediyor, bu yüzden insanlar yıllarca bekliyor. Sonunda, 180 yıl sonra, Oxford Üniversitesi koridorundaki Clarendon Laboratuvarı'nın zili hâlâ çalıyor ve herhangi bir zayıflama emaresi yok. Kimse ne kadar süre çalacağını bilmiyor ve biz de durmasını bekleyemeyebiliriz. Peki bu iki kuru reaktörde 180 yıllık çınlamayı destekleyecek ne var?

Oxford Bell akü kuru yığınının iç yapısı bir sırdır. Kimse bilmiyor, çünkü çok eski ve kimse bu kadar uzun süre dayanmasını beklemiyor, dolayısıyla kimse alet üreticisine kuru yığının iç yapısını sormadı, dolayısıyla doğal olarak kimse bilmiyor.

Neden bu kadar zor? Neden kuru yığını doğrudan açmıyorsunuz? Evet açarsanız göreceksiniz. Ancak "Oxford Saat Pili", satın alındığı andan itibaren hava geçirmez çift camlı bir kutuya kapatıldı, böylece dış havadan tamamen izole edildi. Eğer açarsanız orijinal ortamını yok edecektir. Yani insanlar beklemeye devam edecek, nihayet duracağı anı bekleyecek ve sonra açacaklar ama ne kadar süre açılacağını kimse bilmiyor. Oxford çan pilinin iç yapısı hakkında pek çok tahmin var. Bazı insanlar, kuru yığının iç yapısının, pozitif kutup olarak manganez dioksit ve negatif kutup olarak çinko sülfat ile modern manganez çinko bataryaya benzediğini düşünmektedir. Ancak her şey bir tahmindir ve cevap durana kadar açıklanmayacak.