Akünün ana bileşenleri temel olarak pozitif plak, negatif plak, seperatör, elektrolit ve akü kutusundan oluşur. Aküler kullanılan metal cinslerine göre kurşun asit, nikel kadmiyum, nikel metal hidrit (NiMH), nikel demir ve lityum-iyon gibi çeşitlere ayrılır.
Aküler, taşınabilir cihazlar ve araçlar için yaygın olarak kullanılan enerji depolama cihazlarıdır. Akülerin yapımında kullanılan malzemelerin özellikleri ve özellikle kullanılan kimyasal bileşenler, akülerin performansını ve ömrünü etkileyen en önemli faktörlerdir. Bu yazıda, akü yapımında kullanılan malzemelerin ve özellikle kimyasal bileşenlerin detaylı bir şekilde incelenmesiyle, akülerin nasıl çalıştığı ve hangi malzemelerden yapıldığı anlatılacaktır.
Akü Nedir ve Nasıl Çalışır?
Aküler, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürerek depolayan bir enerji depolama cihazıdır. Akülerin temel prensibi, elektrokimyasal reaksiyonlar yoluyla kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmektir. Bu reaksiyonlar, pozitif ve negatif elektrotlar arasında gerçekleşir ve elektrotlar arasındaki elektrolit (akü sıvısı) aracılığıyla iletkenlik sağlanır.
Bir aküde, pozitif elektrot olarak kurşun dioksit (PbO2), negatif elektrot olarak kurşun (Pb) kullanılır. Elektrotlar arasında yer alan elektrolit olarak ise sülfürik asit (H2SO4) kullanılır. Bu bileşenlerin bir araya gelmesiyle, kurşun asit aküsü olarak bilinen tipik bir akü oluşur. Aküye bir yük bağlandığında, elektrokimyasal reaksiyonlar gerçekleşir ve akünün pozitif elektrotundaki PbO2, negatif elektrotundaki Pb ile reaksiyona girer ve akıma sebep olan H2SO4 elektrotlar arasında hareket eder.
Akülerde kullanılan Kimyasal Bileşenler
Akülerin kimyasal bileşenleri, akü performansı ve ömrünü etkileyen önemli faktörlerdir. Akülerin yapımında kullanılan temel kimyasal bileşenler şunlardır:
- Kurşun (Pb): Akülerin negatif elektrotu olarak kullanılan kurşun, dayanıklı ve uzun ömürlü bir malzemedir. Kurşun, ucuz bir malzeme olduğu için akülerin maliyetlerini düşürür.
- Kurşun dioksit (PbO2): Akülerin pozitif elektrotu olarak kullanılan kurşun dioksit, kurşuna göre daha pahalıdır ancak daha verimli bir malzemedir. PbO2, akünün yüksek akım taleplerine karşı daha dayanıklıdır.
- Sülfürik asit (H2SO4): Akülerin elektrotları arasında kullanılan elektrolit olan sülfürik asit, akünün çalışması için gerekli olan önemli bir bileşendir. H2SO4, elektrotlar arasında hareket ederek elektrokimyasal reaksiyonların gerçekleşmesine olanak sağlar.
- Plastik: Akü kasanın yapımında kullanılan plastik malzemeler, akünün dayanıklılığı ve çevresel etkilere karşı korunması için önemlidir. Plastik malzemeler, akülerin yapısını tamamlamak için kullanılır.
- Sıvı elektrolit: Bazı akülerde, elektrolit olarak sıvılar kullanılır. Örneğin, kurşun asit akülerde, elektrolit olarak sülfürik asit sıvısı kullanılır. Bu sıvılar, elektrotlar arasında hareket ederek akünün çalışmasını sağlar.
- Lityum: Günümüzde yaygın olarak kullanılan lityum iyon akülerde, pozitif elektrot olarak lityum kobalt oksit (LiCoO2), negatif elektrot olarak lityum titanat (Li4Ti5O12) kullanılır. Lityum, yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir malzeme olduğu için, akülerin daha uzun ömürlü ve daha hafif olmasını sağlar.
- Nikel: Nikel-kadmiyum (Ni-Cd) akülerde, pozitif elektrot olarak nikel oksit-hidroksit (NiOOH), negatif elektrot olarak ise kadmiyum (Cd) kullanılır. Nikel-metal hidrit (NiMH) akülerde ise, pozitif elektrot olarak nikel oksit (NiOOH), negatif elektrot olarak ise metal hidrit (MxHy) kullanılır. Nikel, yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir malzeme olduğu için, akülerin daha uzun ömürlü ve daha hafif olmasını sağlar.
Akü Yapımında Kullanılan İşlemler
Akülerin yapımında, elektrotların hazırlanması, elektrolitin hazırlanması, elektrotların montajı ve son olarak kapak ve kablo bağlantılarının eklenmesi işlemleri gerçekleştirilir. İşlemler şöyle sıralanabilir:
- Elektrotların hazırlanması: Pozitif elektrot olarak kullanılan kurşun dioksit ve negatif elektrot olarak kullanılan kurşun, ayrı ayrı hazırlanır. Bu malzemeler, özel makinelerde öğütülerek, daha sonra su ve asit gibi kimyasal bileşenlerle karıştırılır.
- Elektrolitin hazırlanması: Elektrolit olarak kullanılacak sülfürik asit, su ile seyreltilir. Bu işlem, asitin yoğunluğunu azaltarak, aküye daha fazla elektrolit eklemeye olanak sağlar.
- Elektrotların montajı: Elektrotlar, özel bir plastik kasada yerleştirilir. Pozitif elektrot kurşun dioksit tabakası ile kaplanarak, negatif elektrot kurşun tabakası ile kaplanır. Elektrotlar, elektrolit ile kaplanarak, kasaya yerleştirilir.
- Kapak ve kablo bağlantılarının eklenmesi: Elektrotların montajından sonra, kapak ve kablo bağlantıları eklenir. Kapak, kasayı kapatır ve aküyü dış etkilere karşı korur. Kablo bağlantıları, aküden çıkan pozitif ve negatif terminalleri içerir. Bu terminaller, araçlarda veya diğer cihazlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
Akü Türleri
Aküler, kullanım amaçlarına göre farklı türlerde üretilir. Bu türler şöyle sıralanabilir:
- Kurşun asit aküler: Kurşun asit aküleri, genellikle araçlarda kullanılır. Bu aküler, kurşun dioksit ve kurşun elektrotlar, sülfürik asit elektrolit ve plastik kasalardan oluşur.
- Lityum iyon aküler: Lityum iyon aküler, yüksek enerji yoğunluğuna sahip oldukları için taşınabilir cihazlarda sıkça kullanılır. Bu aküler, lityum kobalt oksit, lityum titanat elektrotlar ve lityum elektrolitlerden oluşur.
- Nikel-kadmiyum aküler: Nikel-kadmiyum aküler, genellikle el aletleri, oyuncaklar ve taşınabilir cihazlarda kullanılır. Bu aküler, nikel oksit-hidroksit ve kadmiyum elektrotlar, potasyum hidroksit elektrolit ve plastik kasalardan oluşur.
- Nikel-metal hidrit aküler: Nikel-metal hidrit aküler, taşınabilir cihazlarda sıkça kullanılır. Bu aküler, nikel oksit-hidroksit ve metal hidrit elektrotlar ve potasyum hidroksit elektrolitlerden oluşur.
- Jel aküler: Jel aküler, yüksek sıcaklıkta çalışan araçlar veya güneş enerjisi sistemleri gibi özel uygulamalar için kullanılır. Bu aküler, elektrolitlerin jel kıvamına getirilmesi ile üretilir.
Akü Bakımı
Aküler, düzenli bakım gerektiren cihazlardır. Akülerin ömrünü uzatmak için şu bakım işlemleri yapılabilir:
- Su seviyesinin kontrol edilmesi: Kurşun asit akülerin su seviyesi düzenli olarak kontrol edilmelidir. Elektrolit seviyesi azaldığında, saf su ile tamamlanabilir.
- Terminallerin temizlenmesi: Terminallerde birikmiş oksitler, akünün performansını azaltabilir. Bu nedenle terminaller düzenli olarak temizlenmelidir. Terminalleri temizlemek için, bir fırça ve karbonatlı su kullanılabilir.
- Şarj edilmesi: Aküler, düzenli olarak şarj edilmelidir. Şarj işlemi, akünün ömrünü uzatır ve performansını artırır.
- Soğuk havalarda koruma: Soğuk havalarda, akülerin performansı azalabilir. Bu nedenle, aracın içinde veya dışında bir koruma önlemi alınması önerilir.
- Aşırı deşarjdan kaçınma: Akülerin aşırı deşarj edilmesi, ömrünü kısaltabilir. Bu nedenle, aküyü düzenli olarak şarj etmek ve kullanılmayan araçlarda akünün devre dışı bırakılması önerilir.
Sonuç olarak, akülerin yapımında kullanılan malzemeler ve özellikle kimyasal bileşenler, akülerin performansını ve ömrünü etkileyen en önemli faktörlerdir. Kurşun asit, lityum, nikel-kadmiyum ve nikel-metal hidrit aküler, yaygın olarak kullanılan akü türlerindendir. Akülerin düzenli bakımı, akünün ömrünü uzatmak ve performansını artırmak için önemlidir. Akülerin yapımı ve bakımı konusunda bilgi sahibi olmak, cihazların daha verimli ve uzun ömürlü çalışmasını sağlayabilir.
Aşağıdakine benzer soruların cevaplarını yukarıdaki makalede bulabilirsiniz:
Akü içinde ne var?
Aküde kurşun var mıdır?
Akünün içinde hangi maden var?
Akü neden ölür?
akü neyden yapılır 4. sınıf
Akü hangi madenden yapılır
Akünün içinde ne var
Arabada akü ne işe yarar
AKÜ açılımı üniversite
Akü Parçaları Nelerdir
akü nedir 3. sınıf
Akü ne işe yarar