Skip to content

MAKİNE TARİHİ

AĞUSTOS 2012 SAYI: 51

Galvani’nin Kurbağa Bacaklarından Yaşamın Dört Bir Yanına... PİLLERİN TARİHİ

Bağdat pilini bir kenara koyarsak, 18. yüzyılın sonunda geliştirilen piller,bugün yaşamımızın pek çok anında bizlere eşlik ediyor…

Sabah çalar saati öfkeyle susturarak kalktık (bir); traş olduk (iki); bizi işe götürecek araca bindik (üç); işe giderken dizüstü bilgisayarımızda raporları tekrar gözden geçirdik (dört); günün ilk telefon görüşmesini yaptık (beş); portatif müzik çalarımızdan sabahın ritmine uygun bir şeyler dinledik (altı); sıkışan trafikte işe geç kalacağımız endişesiyle kol saatimize baktık (yedi)…

Görüyorsunuz ya;henüz uyanalı kısa bir süre geçmesine rağmen, ne çok cihaz kullandık… Varın,gerisini siz sayın!

Bu cihazların ne gibibir ortak yönü var?

Hepsi, bir şekilde pillerden yararlanıyor.İnsanoğlunun elektriğe dair bilgileri çok eski çağlara uzanmasına karşın,elektrikten faydalanmasının tarihi oldukça yeni sayılır.

Bu tarihin başlarında da ‘Kimyasal Enerjiyi Elektrik Enerjisine Çeviren Araçlar’ ile yani pillerle karşılaşırız.Pillerin tarihindeki yolculuğumuzun ilk durağında ev sahibimiz, İtalyan hekim ve fizikçi Luigi Galvani (1737-1798) olacaktır.Bologna Üniversitesi’ndeki tıp öğreniminin ardından aynı üniversitede profesörlüğe yükselen Galvani, 1770’lerin sonlarına doğru, kasları elektrikle uyarma konusunda kurbağalarla yürüttüğü‘meşhur’ deneysel çalışmalarına başlar.

Kurbağaların arka bacaklarına statik elektrik uygulanmasıyla oluşan tepkiler üzerine odaklanan Galvani, ikitarafı ince metal tabakasıyla kaplanmış cam levha üzerine yerleştirilen bacakların,belkemiğine elektrik yükü verildiğindeaniden hareket ettiğini görür.Bacaklar, pirinç bir kancayla omurilik üzerinden laboratuvar dışındaki demir parmaklıklara bağlandığında da benzer kasılmalar görülür.

hayvanlardaki sinir ve kasların elektriksel sıvıya benzer ince bir sıvı içerdiğini öne sürer ve bunu ‘Hayvansal Elektrik’ olarak adlandırır. Ne var ki, bilim tarihininbu ünlü ismi fena halde yanılmıştır.Aslında ‘Hayvansal Elektrik’ diye birşey yoktur. Deneylerde gözlemlediği olaylar, iki farklı metalin nemli ortamdaki temasından kaynaklanmaktadır.Bu gerçeği Galvani’nin arkadaşı,deneysel fizik profesörü Alessandro Volta açığa çıkaracaktır. Volta yayınlarında,Galvani’nin sonuçlarını şöyle yorumlar: “Deneylerde kullanılan metaller, hayvanların nemli vücutlarına uygulandığında, bu metaller kendiliğinden elektriksel sıvıyı harekete geçirip elektriksel akışkanlığı iletir.”İki sevgili arkadaş arasında başlayan bu bilimsel ‘Kavga’, 1799’da Volta’nın kesin galibiyetiyle sonuçlanır.

Bu tarihteVolta, nemli karton levhalarla birbirindenayrılmış kat kat bakır ve çinko levhalardanoluşan bir alet yapar. Bu alet, süreklielektrik akımı veren ilk kaynaktır; yani ilkpildir ve tarihe ‘Volta Pili’ olarak geçmiştir.Sanırız bu kısmı biraz hızlı geçtik ve pilin mucidine, onun da ötesinde elektrik tarihinin bu önemli ismine biraz haksızlık ettik… O halde son kısmı, ağır çekimde yeniden izleyelim.Alessandro Giuseppe Antonio AnastasioVolta (1745-1827), elektrik konusunda çalışmaya, Galvani’nin sonuçlarını çürütmek amacıyla başlamamıştır elbette! 1775’te, statik elektrik üretebilen‘Elektrofor’ adlı aygıtı icat ettiğinde örneğin; çalışmalarında hayli ilerlemiştir.

Bu cihaz, elektrik yükü depolamak amacıyla günümüzde elektrik devrelerinde kullanılan kondansatörlerin temelini oluşturur ve o dönemde oldukça revaçta olan, Galvani’nin dedeneylerinde faydalandığı Leyden şişesinigeride bırakır.Elektroforla adını duyuran Volta,1778’de gazlarla ilgili çalışmalar yürütür ve bu çalışmalar onu metan gazının keşfine götürür. Sonraki büyük buluşundan bahsettik; Galvani’nin çalışmalarına getirdiği yorum ve Volta pili…Alessandro Volta, yaşamında hak ettiği ilgiye ulaşan şanslı bilim insanları arasındadır. Pek çok ödül alır; mesela Napoleon ona kont ünvanı verir. Ama sanırım aldığı en büyük ödül, elektrik potansiyeli birimine (volt) onun adının verilmiş olmasıdır.

Bu sayededir ki,bugün üzerinde adının yazılı olduğu cihazların, pillerin, kitapların; adının geçtiği cümlelerin sayısını belirleme çok güçtür.Böylece pillerin tarihindeki önemli bir noktayı geride bırakmış oluyoruz.Evet, pil icat edilmiştir ancak; (Volta gücenmesin!) bu haliyle bir kibrit kutusu büyüklüğündeki müzik çalarlarımıza sığması imkansızdır! Tek eksik bu da değildir üstelik… Şimdi pillerin, 20. yüzyıla kadarki gelişimine bakalım.

Volta’dan sonraki ilk önemli durağımızdaev sahibimiz John Frederic Daniell(1790-1845) olacaktır. Daniell, önce bir meteorolog olarak çıkar bilim sahnesine.Bu alanda yürüttüğü çalışmalar sonucunda, ‘Meteorolojik Makaleler ve Gözlemler’, ‘Yapay İklimin Bahçecilikteki Uygulamaları Üzerine’ gibi yayınlarını oluşturur. 1831’de, Londra’da yeni kurulan King’s College’da kimya profesörü olur ve bu ‘havadan sudan’çalışmalarının yanında kimya çalışmalarınada başlar, bu sayede yazımızdaki yerini alacaktır!Volta pili, üzerinden akım çekildiğinde çabucak gücünü yitirmesi, korozyonakarşı yeterince dayanıklı olmamasıgibi nedenlerle hak ettiği kadar genişbir uygulama alanı bulamamaktadır.Daniell 1836’da bu eksiklikleri gideren,kullanımı sırasında gücünü yitirmeksizin düzenli akım sağlayan ‘pilini’ geliştirir;‘pilini’ kelimesini vurgulamamızın sebebi, bu pilin ‘Daniell Pili’ olarak adlandırılacak olmasıdır.

Daniell pili, sanayide birçok uygulama alanı bulup elektrik konusundaki çalışmalara ivme kazandırırken John Frederic Daniell’e de icadının ertesi yılında,Royal Society’nin meşhur Copley Madalyası’nı kazandırır.19. yüzyılın ikinci yarısında, Georges Leclanché’ın (1839-1882) geliştirdiğipille, bugünkü pillere daha da yaklaşılır.Leclanché, şimdiye kadar andığımız adların aksine, bir akademisyen değil,bir mühendistir.

Leclanché’ın pilinde negatif elektrot olarak çinko, pozitifelektrot olarak manganez dioksit,iletken sıvı ya da elektrolit olarak daamonyum klorür kullanır.Öncekiler gibi Leclanché’ın 1866’dageliştirdiği pil de kendi adıyla anılır.Leclanché pilinin önemi, bugün desıklıkla kullandığımız ‘kuru pillerin’öncülü olmasıdır. Leclanché, buluşundaki ticari potansiyeli görmüş olacakki, bir sonraki yıl işi gücü bırakarak tüm vaktini pilini geliştirmeye ayırır.Leclanché pili 1867’de Belçika telgraf servisi tarafından kullanılmaya başlanır. Leclanché da kısa bir süresonra pil ve elektrikli aletler üreten bir fabrika kurar; ne de olsa 20. yüzyıla yaklaşılmaktadır.1888’e gelindiğinde, ilk kuru pillerle karşılaşırız.

Carl Gassner’in geliştirdiğikuru pil, büyük bir ticari alan bulacak ve oldukça yaygınlaşacaktır. Bugün pek çok portatif alette kullandığımız pillerin yapısına çok benzeyen bupiller, aslında adı gibi ‘kuru’ değil,içindeki sıvı elektrolitin akması engellenecek şekilde üretilmiş pillerdir.Gassner ayrıca tasarımına korozyonu azaltmak amacıyla çinko klorür de ilave ederek, pratik olmalarının yanı sıra uzun ömürlü de olabilecek bir pil üretmiştir.

Yüzyılın sonlarına gelindiğinde pil teknolojisindeki gelişme, elektrikalanındaki diğer gelişmelerle örtüşerek,ticari olarak büyük ölçüde kullanılabilecek noktaya gelir. Zira bu yıllarda, bugüne kadar uzanacak sektörüntemelleri de atılır. Ve 20. yüzyıl boyunca, pile ihtiyacı olan cihazların sayısı ve çeşidi arttıkça pillerin sayısı da muazzam bir şekilde artar.Girişteki listeyi uzatmayı deneyin,göreceksiniz.

PİLLERİN TARİHİ DAHA MI ESKİ?

Volta’nın keşfini 1799’da yaptığını söyledik. Peki, pillerin tarihinin daha eskiye dayanabileceğini söylesek? Mesela iki bin yıldan da eskiye… Sanırım buna pek ihtimal vermeyeceksiniz.1936’da Bağdat yakınlarında bulunan bir arkeolojik obje, iki yıl sonra Alman arkeolog Wilhelm König’in dikkatini çeker. Söz konusu bulgu, küçük bir toprak kaptır.

İçinde, bakır bir silindir tarafından çevrelenen düşey bir demir çubuk bulunmaktadır.Kabın ağzı, asfaltla kapanmıştır. Kabın, üzüm suyu gibi bir elektrolitle doldurulması sonucu, bakır ve demir arasında bir potansiyel farkı meydana gelecektir ki buda pilin ta kendisidir!Bugün ‘Bağdat pili’ olarak anılan bu arkeolojik bulgunun, elektrolizle altın ya dagümüş kaplama konusunda kullanılmış olabileceği belirtilmektedir