Batarya, kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren bir veya daha fazla hücre içeren bir cihazdır.
Çoğu durumda, birincil elektrik sistemi bir veya daha fazla batarya içerir. Bataryalar, uçuş öncesi hazırlık aşamasında elektrik sistemini çalıştırmak ve yardımcı güç ünitesini (APU) ve/veya motorları çalıştırmak için kullanılır. Çalıştırıldıktan sonra, APU veya motor(lar) jeneratörleri çalıştırır ve bu jeneratörler de elektrik devrelerine güç vererek bataryaları şarj eder.
Bir pil, seri bağlı bir veya daha fazla voltaik hücreden oluşur. Her hücre, her biri farklı bir malzemeden yapılmış iki elektrot ve iletken bir elektrolit içerir. Pozitif elektrot "anot", negatif elektrot ise "katot" olarak adlandırılır. Çoğu pil tek bir elektrolit kullanırken, bazılarının anot için katottan farklı elektrolit gereksinimleri vardır. Bu durumlarda, iki farklı elektrolit kullanılır ve hücreler, elektrolitlerin karışmasını önleyen ancak elektron transferine izin veren bir ayırıcı içerir.
Havacılık uygulamalarında kullanılan bataryalar, birincil (tek kullanımlık) veya ikincil (şarj edilebilir) tipte olabilir.
Batarya Türleri
Çeşitli batarya türleri geliştirilmiş olup, bunlardan bazılarının varyantları havacılık uygulamalarında kullanılmaktadır. Bunlar arasında şunlar yer almaktadır:
- Kurşun Asit: Kurşun asitli bir akü hücresi, kurşun oksitten yapılmış bir anot ve sülfürik asit elektrolit çözeltisine batırılmış elementel kurşundan yapılmış bir katot içerir. Bazı kurşun asitli akülerde, elektrolit, akünün sızdırmazlığını sağlamak için silika jel içinde süspansiyon halinde bulunur veya fiberglas bir mat içine emdirilir. Kurşun asitli aküler iyi enerji depolama ve güç sağlama özelliklerine sahip olsalar da, oldukça ağırdırlar ve enerji yoğunlukları nispeten düşüktür. Aşırı şarj edildiğinde, kurşun asitli aküler bazen hidrojen gazı salabilir ve bu da patlamaya veya yangına yol açabilir. Kurşun asitli aküler genellikle havacılıkta ana akü(ler) olarak kullanılır.
- Nikel Kadmiyum (NiCd): Nikel-kadmiyum aküler, kadmiyum hidroksitten yapılmış bir anot ve nikel hidroksitten yapılmış bir katottan oluşur ve bunlar potasyum, sodyum ve lityum hidroksitlerden oluşan bir elektrolit içine daldırılmıştır. Nikel-kadmiyum aküler nispeten düşük bakım gerektirir, güvenilirdir ve geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına sahiptir. NiCd piller hafıza etkisine maruz kalır ve aşırı şarj edildiğinde termal kaçış yaşayabilir. Birçok ülke, üretimlerinde kullanılan ağır metaller nedeniyle NiCd piller için katı imha düzenlemeleri uygulamaktadır. NiCd aküler, birçok havacılık uygulaması için uygundur.
- Nikel-Metal Hidrit (Ni-MH): Nikel-metal hidrit pillerin anot kısmı, hidrojeni emebilen ve salabilen bir metal alaşımından yapılmıştır. Katot kısmı nikel hidroksitten yapılmıştır ve her ikisi de potasyum, sodyum ve lityum hidroksitlerden oluşan bir elektrolit çözeltisine daldırılmıştır. Bu tip pillerin küçük kapasiteli hücreleri sızdırmazdır ve bakım gerektirmez. Başlıca dezavantajları, gaz alışverişini kontrol etmek ve şarj sırasında ısınmayı en aza indirmek için hassas şarj seviyesi izleme gerektirmeleridir. Ni-MH piller yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir ve yüksek kapasite gereksinimleri için idealdir. Havacılıkta, Ni-MH piller genellikle acil durum kapısı ve zemin kaçış yolu aydınlatması gibi sistemlerin yanı sıra taşınabilir eğlence cihazları ve elektronik uçuş çantalarını çalıştırmak için kullanılır.
- Lityum iyon/Lityum polimer: Lityum iyon (Li-iyon) ve lityum polimer (Li-poli) piller, 'lityum ikincil piller' olarak da adlandırılır ve şarj edilebilir özelliktedir. Hücrelerinde grafit bir anot ve lityum iyonlarını tekrar tekrar (şarj için) ve hızlı bir şekilde (yüksek akım için) kabul edip bırakabilen, lityum manganez oksit (Li-Mn₂O₄) gibi bir kombinasyon malzemesinden oluşan bir katot bulunur. Esas olarak organik karbonat karışımından oluşan susuz bir elektrolit kullanılır. Bir Li-iyon pilin şarj edilmesi veya deşarj edilmesi, elektrotlar arasında lityum iyonlarının değişimini içerir. Tipik hücre çıkış voltajı, esas olarak katotun yapımında kullanılan malzemelere bağlı olarak 3 ile 4,2 volt arasındadır.
- Lityum Metal: Aküler, 'Lityum birincil piller' olarak da adlandırılan lityum metal piller şarj edilemez. Elektrokimyaları en yaygın olarak grafit anot ve lityum dioksit katot içeren Lityum-Mangan Dioksit (Li-MnO₂) hücrelerine dayanmaktadır.
Kaynak destek: skybrary.aero