Kuru pil

Mağaza raflarındaki kuru piller

Kuru pil taşınabilir elektrikli cihazlar için yaygın olarak kullanılan bir pil türüdür. 1886'da Alman bilim insanı Carl Gassner tarafından geliştirildi.

Kuru bir hücre, akımın akmasına izin vermek için yeterli miktarda nem içeren bir macun elektroliti kullanır. Islak hücrenin aksine, kuru bir hücre, serbest sıvı içermediğinden, taşınabilir ekipman için uygun hale getirdiği için, dökülmeden herhangi bir oryantasyonda çalışabilir. Buna kıyasla, ilk ıslak hücreler tipik olarak kırılgan cam kaplardı, açık çubuklardan kurşun çubuklar asılmıştı ve dökülmeyi önlemek için dikkatli bir şekilde ele alınması gerekiyordu. Kurşun-asit pil, jel pilinin (VRLA akü) gelişimine kadar kuru hücrenin güvenliğini ve taşınabilirliğini sağlamadı. Islak hücreler, içten yanmalı motorların başlatılması gibi yüksek drenajlı uygulamalar için kullanılmaya devam edilmiştir, çünkü elektrolit akışının engellenmesi akım kapasitesini düşürme eğilimindedir.

Yaygın bir kuru hücre, bazen kuru Leclanché hücresi olarak adlandırılan ve alkalin pil ile aynı (her ikisi de aynı çinko-manganez dioksit kombinasyonunu kullandığı için) nominal voltaj 1.5 volt olan Çinko-karbon pildir.

Standart bir kuru hücre, genellikle bir silindirik kap şeklinde olan bir çinko anodu ve bir merkezi çubuk şeklindeki bir karbon katodunu içerir. Elektrolit, çinko anot yanında bir macun şeklinde bulunan amonyum klorürdür. Elektrolit ile karbon katot arasındaki kalan boşluk amonyum klorür ve manganez dioksitten oluşan ikinci bir macun tarafından alınır ve bu ikinci katman, bir depolarizatör olarak işlev görür. Bazı tasarımlarda, amonyum klorür yerine, çinko klorür kullanılır.

Tarihi

Birçok deneyci, elektrokimyasal hücrenin elektroliti hareketsiz hale getirerek daha rahat kullanmayı sağlamaya çalıştı. 1812 yılının Zamboni pili, yüksek voltajlı bir kuru pildi, fakat yalnızca dakikalık akımlar verebiliyordu. Selüloz, talaş, bükülmüş cam, asbest elyafları ve jelatin ile çeşitli deneyler yapıldı.

1886'da Carl Gassner kuru bir hücre olarak bilinen Leclanché hücresinin bir varyantı üzerinde bir serbest bırakılmış sıvı elektroliti olmadığı için bir Alman patenti (No. 37,758) elde etti. Bunun yerine, amonyum klorür, bir pasta yaratmak için alçı ile karıştırıldı ve raf ömrünü uzatmak için az miktarda çinko klorür ilave edildi. Manganez dioksit katot bu macunun içine batırılmış ve her ikisi de anot gibi davranan bir çinko kabuğunda mühürlenmiştir. Kasım 1887'de aynı cihaz için ABD Patenti 373.064 elde etti.

Önceki ıslak hücrelerin aksine, Gassner'ın kuru hücresi daha katıydı, bakım gerektirmiyordu, dökülmüyordu ve herhangi bir oryantasyonda kullanılabiliyordu. 1,5 volt potansiyel sağladı. İlk seri üretilen model, 1896 yılında National Carbon Company tarafından pazarlanan Columbia kuru hücredir. NCC, Gassner'in modeli Paris'in süpürgesini rulo mukavva ile değiştirerek geliştirdi; katot için daha fazla yer bırakan ve pilin bir araya getirilmesini kolaylaştıran bir yenilikti. Kitleler için ilk uygun pil ve taşınabilir elektrikli cihazları pratik hale getirdi.

Çinko-karbon hücresi bugün hâlâ üretilmektedir.

Türleri

• Birincil hücre
  • Zinc-karbon hücreleri, aynı zamanda Leclanché hücresi olarak da bilinirler
  • Alkalin pil
  • Lityum pil
  • Cıva pil
  • Gümüş oksit pil
• Akümülatör
  • Nikel-kadmiyum pil
  • Lityum iyon pil
  • Nikel-metal hidrit pil