Elektrokimya nedir? Elektrokimyanın kullanım alanları nelerdir, nerelerde kullanılır? Günlük hayattan elektrokimyanın kullanımına örnekler.
Elektrokimya
Elektrokimya, depolanmış kimyasal enerjinin kimyasal maddeler arasındaki reaksiyonlar aracılığıyla elektriğe dönüştürüldüğü süreci ifade eder Temelinde, İyonlar yani pozitif ya da negatif yüklü parçacıklar arasındaki değişim yatar Bazı maddeler; iyonları diğerlerinden daha kuvvetli bir şekilde çeker ya da iter; bu nedenle madde seçimi elektrokimya açısından büyük önem taşır Sürecin işleyebilmesi için, devrenin bir ucunda diğer ucundan daha fazla elektronun bulunması gerekir; aksi taktirde elektrik iletilemez. Elektrokimyanın günlük yaşamda karşılaşılan en yaygın örneği pildir; Ayrıca, hidrojen ve biyoyakıt da alternatif olarak araştırma sürecindedir.
LİTYUM-İYON PİL
Günümüzde çok popüler olan lityum-iyon pil, oyuncaklardan cep telefonlarına ve laptoplara kadar çok geniş bir cihaz skalasında kullanım alanı buluyor. Bu pilin, diğer şarj edilebilir pillere göre bir çok avantajı vardır: Hafiftir, lityum çok yüksek derecede reaktif olduğu için (iyonlar lityum pilinde çok yüksek bir voltajda hareket eder) yüksek bir enerji yoğunluğuna sahiptir ve yüzlerce şarj döngüsünün üstesinden gelir. Bununla birlikte dezavantajları da vardır: Ömürleri kısadır (iki veya üç yıl civarında), yüksek ısıya karşı hassastırlar, pahalı olurlar ve nadiren görülmekle birlikte basınçlı kutu bozulursa alev alabilirler.
Boston’da, biniş kapısına yanaşmış Japon Havayolları’na ait Boeing 787 Dreamliner üzerinde çalışan mühendisler bir lityum-iyon pilinin alev almasıyla bu tip bir durumu yaşamışlardı. Bu ve benzeri pil patlamaları ABD Federal Havacılık idaresi’ni ve diğer uluslararası havacılık kuruluşlarını bu uçakların tümünü uçuştan alıkoymaya sevk etmişti. Lityum-iyon hücrelerin arasına koruyucu yerleştirilerek yapılan değişikliğin ardından Dreamliner’ler birkaç ay içinde yeniden gökyüzüne dönmüşlerdi.
HİDROJEN YAKIT PİLİ
Hidrojen, elementlerin en basiti ve en bol bulunanıdır. Bu nedenle potansiyel bir yakıt kaynağı olarak üzerinde araştırma yapmaya başlamamız fazla uzun bir zaman almamıştır. Hidrojen ilke olarak normal pile benzer ancak şarj edilmeye ihtiyaç duymaz, çalışırken kendi kendini şarj eder. Dönüşüm süreci için gerekli kimyasallara sahip olduğu sürece, çalışmaya ve elektrik üretmeye devam eder.
Hidrojen yakıt pilinde, hidrojen, havadaki oksijenle birleştirilerek su ve ardından elektrik elde edilir. Hidrojen yakıt pilinin tek yan ürünü ısı ve sudur. Fosil yakıtlardan çıkarılamayan bu hidrojen (güneş ışığı kullanılarak sudan çıkarılabilir) yakıt pillerinin en bariz uygulaması arabalarda görülür.
Mühendisler hem hidrojen yakıt pili hem de benzinli motoru bulunan hibrit araba tasarımları üzerinde çalışmaktadırlar.
BİYOYAKIT
Biyokütle, organik maddeye dair geniş kapsamlı bir terimdir. Bu organik maddeyi alıp enerji kaynağına dönüştürdüğümüzde biyoyakıt olarak adlandırılır. Günümüzde en yaygın olarak kullanılan iki biyoyakıt türü etanol ve biyodizeldir. Her ikisi de, araç salımlarını azaltan bir katkı maddesi olarak benzinde az miktarlarda zaten mevcuttur. Aynı zamanda hububat alkolü ve saf alkol olarak da adlandırılan etanol, fermente edilmiş şeker ve nişastadan elde edilir.
Biyodizel ise alkole hayvansal yağ, bitkisel yağ veya geri dönüştürülmüş hayvansal kızartma yağı karıştırılmasıyla elde edilin Biyodizelin avantajı, geleneksel fosil yakıtların aksine yenilenebilir olması ve üretiminde kullanılan bitkilerin araçların saldığı karbondioksiti telafi etmesidir. Ancak bazı kişiler; biyoyakıt üretiminde kullanılan bitkilerin yetiştirilme sürecinin yoğun emek ve kaynak gerektirdiğini, dolayısıyla bunun yararlarına ağır bastığını ileri sürmektedir.
