Teknolojinin gelişmesiyle hayatımızı kolaylaştıran taşınabilir cihazlar/oyuncaklar, ofis aletleri, elektronik eşyalar vs’de PİL kullanımı artmıştır. Her evde/işyerinde ayda bir çok pil tüketilmektedir. Avrupa ve ABD’de yılda kişi başına 2 adet düğme ve 10-15 adet kalem pil tüketilmektedir. Ülke ölçeğinde bakıldığında bu miktarlar çok büyümektedir. Piller içlerinde hem çevreye zararlı maddeler (Pb, Cd, Hg vs) hem de geri dönüşebilir maddeler (Zn, Cd, Pb, C, Mn vs) içerdiğindentüketilen pil atıklarının kıymetli metal kısımları geri kazanıldıktan sonra insan sağlığına veçevreye zarar vermeyecek şekilde yok edilmelidir. Rastgele atılan kullanılmış piller su, hava ve toprağa zarar verebilirler.
ÇEVRE DOSTU ÜRETİM/TÜKETİM
Elektronik ve Bilgi-İşlem Teknolojilerinin gelişmesini büyük bir hızla sürdürdüğü son yıllarda bütün dünya ülkeleri çevre-teknoloji uyumunu sağlamakta büyük çabalar sarfetmektedir. Tüketilen (atılan) bir teknolojik ürününün çevreye vereceği zararın minumum düzeyde olması için yapılan çalışmalar bazı durumlarda o malzemenin üretim maliyetinden daha fazla harcama gerektirebilmektedir.
Pillerin Avantaj ve Dezavantajları
Doğru akımda düşük bir güç vermelerine ve sağladıkları enerjinin şebeke enerjisininkinden çok daha pahalı olmasına karşılık, pillerin kolayca taşınabilir özerk üreteçler olma üstünlüğü vardır. Uygulamaları, askeri alanda (güdümlü ve balistik mermilerin, torpidoların itme sistemleri) olduğu kadar sivil alanda da (radyo alıcılarını, teypleri, traş makinelerini, kameraları, aydınlatma düzeneklerini, oyuncakları vb beslemede) oldukça yaygındır. Saatlerin, elektronik oyunların, cep hesap makinelerinin ve cep telefonlarının gelişmesiyle minyatür pillere yeni pazarlar açılmıştır.
Pil Nedir?
Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren aygıtlara PİL denir. Piller elektrik enerjisini biriktirir ve gerektiğinde kullanır. Elektrokimyasal olarak bir metal kendi iyonları içeren bir sıvıya daldırılırsa potansiyel farkı meydana gelir.
M → M+ + e Yükseltgenme
M+ + e → M İndirgenme
Yükseltgenmenin olduğu elektrot anot, anoda gelen iyon anyon (-) terside katot ve katyondur (+) dur.
PİL ÇEŞİTLERİ AA-Kalem, AAA İnce, C-Orta, D-Büyük
Pillerin Sınıflandırılması (uzun ömürlü, ucuz, çevre dostu)
KURU ŞARJSIZ Çinko-Karbon PİL
Silindir şeklinde bir çinko kap alalım. İçine suda eritilmiş nişadırı (amonyum klorür/çinko klorür) jelatinle karıştırarak, yoğun bir duruma getirip koyalım. Daha sonra içine mangandioksitle kaplanmış bir kömür çubuk yerleştirelim. Devreyi tamamladığımızda günümüzdeki kuru pil yapılmış olur.
Çalışma ilkesi aynı Leclanche pilinde olduğu gibidir. Sadece sıvı elektrolit yerine daha koyulaştırılmış ve katı duruma getirilmiş elektrolit kullanılmıştır. Bu nedenle taşınması açısından kolaylık sağlanmıştır.
EN Yaygın Kullanılan Piller (%80-90)
ŞARJLI PİLLER
Sık kullanılan ve orta/yüksek güç gerektiren cihazlar için ideal.1000 kez şarj edilebilir.İlk kullanım öncesinde şarj edilmesi gerekir.
Şarj edilebilir pillerin belki de en önemli avantajı, evsel atık miktarını azaltması. Her yıl çöpe atılan 15 milyon standart pilin çevreye verdiği zarar, şarj edilebilir pillerin kullanımıyla biraz olsun azalıyor. Yeri gelmişken, bu ürünler arasında en ekolojik olanları Ni-Mh (Nickel - metal hydrade) piller. Sektörün son teknolojisi olan bu piller kurşun, civa ve diğer yüksek oranda toksik maddeleri içermiyor.
Şarj edilebilir pillerin defalarca doldurulabilmesi (tam 1000 kez), parasal olarak önemli bir tasarruf yapmanızı sağlıyor. Kabaca bir hesaplama yapacak olursak dijital fotoğraf makinanızda şarjlı pil kullanmak size yılda $1300 civarında bir tasarruf olanağı doğuruyor. Bu hesaba satın aldığınız şarj edilebilir piller, şarj makinası ve harcanan elektirik de dahil üstelik.
Uzun ömürleri ve yüksek fiyatlarıyla tanınan alkalin pillerle kıyaslandığında da, şarj edilebilir pillerin daha düşük maliyet, daha fazla verim ve 4 kat uzun ömür sağladığını görüyoruz. Yıllardır hızla ilerleyen şarj edilebilir pil teknolojisindeki gelişme, dijitalin yolunu takip etmeye başladığından beri büyük bir ivme kazandı. Bu yüzden yüksek tüketimli cihazlar olan dijital kameraların ihtiyaçlarını karşılayabiliyor.
Pilde Sızıntı
Kuru hücreli Zn pil belli süre kullanıldıktan sonra, Zn hücre incelir çünkü Zn metal Zn iyonlarına oksitlenirken eğer pil kullanılmazsa hücre içindeki asidik ortam nedeniyle H iyonları suda oluşur ve grafit çubuğun etrafını kaplarsa iç direnç artar ve pil Zn hücreyi delip dışarı macunsal bir sıvı sızarak elektronik cihazlarınızı bozabilir.
2NH4+(aq) + 2e- -> 2NH3(g) + H2(g)
Piller neden tehlikeli?
Çöpe atılan pillerdeki ağır metaller zamanla bozunarak serbest hale geçer, sızıntı suyu ile birlikte yer altı sularının, toprağın ve yüzeysel suların kirlenmesine neden olur. Kirlenen yer altı sularını arıtmak çok pahalıdır. A.B.D.’de katı atık depolama alanlarındaki cıvanın %88 ve kadmiyumun ise %54’ü pillerden ileri gelmektedir. Almanya’da evsel katı atık içindeki çinkonun %10, nikelin %67 ve kadmiyumun ise %85’ü pillerden ileri gelmektedir.
Çöp yakma tesislerinde ise yanma sonucu bir grup ağır metal uçucu hale geçer, atmosferde geniş alana dağılır, akarsuların ve göllerin kirlenmesine neden olur. Baca gazı arıtma tesisinde tutulan tozlarda ağır metal konsantrasyonu yüksek olabilir. Bu tür atıklar dikkatli olarak incelendikten sonra depolanmalıdır. Küle karışan kısım ise çöp depolama alanında problem oluşturur.
RoHS Restriction of the use of certain Hazardous Substances (RoHS, Avrupa Birliği tarafından dikte edilen Sağlığa Zararlı Maddelerin Kullanımının Kısıtlanması)
i-) Kadmiyum (Cd) : Endüstriyel kullanımı 50 yıl öncesine dayanan kadmiyum zehirli bir metaldir. 1946 yılında Japonya' da "İtai-İtai" hastalığı olarak belirtilen epidemik olayın kadmiyumdan kaynaklandığı anlaşılmıştır (1). Hastalığın görüldüğü bu bölgedeki nehrin maden ocakları atıksuları ile kirlendiği belirlenmiştir. Sanayi atık ve artık maddeleri yoluyla toprak ve suya geçen kadmiyum, su ve toprağı kirletir. Toprak ve suda biriken kadmiyum, önce sudaki mikroorganizmalara, buradan da besinlerle hayvan ve insanlara yansımaktadır.
Pil imalathaneleri civarında bulunan havadaki kadmiyum yoğunluğu 4-5 mg/m3 gibi yüksek düzeylere ulaşabilir. Normalde havadaki yoğunluğu 0.02 mg/m3'tür. Yiyeceklerde 1-150 mg/m3 ve daha yoğun konsantrasyonlarda da hayvan karaciğer ve böbreklerinde bulunur (2).
Gıdalarla yüksek düzeylerde kadmiyum alnması ani zehirlenmelere neden olur. 16 mg/L kadmiyum içeren suların içilmesi ile abdominal ağrı, kusma ve bulantı gibi semptomlar tespit edilmiştir. Düşük miktarda kadmiyum alınmasına bağlı olarak kronik obstrüktif akciğer hastalıkları, anfizem ve kronik renal tübüler bozukluklar şekillenir. Ayrıca kardiovasküler sistem ve iskelet sisteminde de bozukluklar oluşmaktadır. 1965'te İngiltere'de pil yapımında çalışan işçilerde prostat karsinomlarının belirlenmesi üzerine yapılan araştırmalarda kadmiyumun karsinojenik etkiye sahip olduğu da tespit edilmiştir (3).
Pillerdeki tehlikeli metaller
ii-) Kurşun (Pb) : Kurşun vücuda sindirim ve solunum yolları ile girer. Kurşunun en belirgin zehirli etkisi çocuklarda ve fötüşte izlenir. Erişkinlerde hemoglobin metabolizmasında aksamalar ve anemi meydana gelebilmektedir. Kurşunun merkezi sinir sistemi üzerine olan etkileri de insan sağlığı açısından çok önemlidir. Böbrekler üzerinde tubular fonksiyon bozukluklarına neden olan kurşunun karsinojenik etkisi olduğu da tespit edilmiştir.
iii-) Çinko (Zn) : Çinko beslenme açısından zaruri bir metaldir. Yetersizliği neticesinde önemli sağlık problemleri oluşur. Diğer taraftan çinkonun aşırı maruziyetlerinin nadiren gatrointestinal sistem bozuklukları ve diare oluşturduğu bilinmektedir. Bir insanda böbrekler yoluyla günde 300-600 mg/m3 çinko atılabilmektedir.
Pillerdeki tehlikeli metaller
iv-) Civa (Hg) : Civa yer kabuğunun temel elementlerinden olduğundan su, toprak, hava ve canlılarda iz miktarda civaya rastlamak mümkündür. Su ortamındaki organik civa bileşikleri zehirlilik yönünden ayrı bir önem taşımaktadır. Bu bileşikler bitkisel ve hayvansal yağlarda kolaylıkla erimekte ve özellikle suda yaşayan ilkel canlıların üzerinde pasif adsorpsiyon yolu ile toplanarak besin zincirine girmektedir. Daha büyük canlılarda ise kolaylıkla absorbe edilmelerine karşılık çok zor metabolize olmaktadır. Bunun sonucu olarak da kirlenmiş sularda yaşayan canlılarda büyük bir hızla civa birikimi görülmektedir. Organik civalı bileşiklerin fungisit olarak tarımsal mücadelede kullanılması çevre ve besin kirlenmesi açısından ayrı bir önem taşır. Amerikan İlaç ve Gıda Örgütü (FDA) ve Dünya Sağlık Teştilatı (WHO) tarafından "günlük maksimum Hg alım sınırı" 0.3 mg/hafta veya 0.03 mg/gün olarak belirlenmiştir. Civanın çeşitli formlarının zehirliliği; çözünürlüğüne, biyotransformasyonuna ve dokuda dağılımına bağlı olarak değişiklik arzetmektedir. İnorganik civa tuzları veya civa buharı ile oluşan zehirlenmelerde en yoğun civa içeren organ böbreklerdir. Bununla birlikte organik civa zehirlenmelerinde görülen en önemli bulgular nörolojik bozukluklardır. Bunların başlıcaları parestezi, ataksi, dişartri ve sağırlıktır. Organik civa kökenli (metil civa) zehirlenmelerinin en ciddisi 1971-72 yıllarında Irak'ta meydana gelmiş ve 500'den fazla kişi ölmüştür. Bu olayın ithal buğdaylardan yapılan ekmeklerden kaynaklandığı ve bu ürünlerde fungisit kullanıldığı tespit edilmiştir (3).
PİL TÜKETİMİ
Almanya: 30000 t/y (900 milyon kuru pil) 12 pil/kişi/yıl
İngiltere: 20000 t/y, 20 pil/kişi/yıl
ABD: 3 milyar pil/yıl
Almanya’da pil üretimi için yılda 615 ton Cd, 5.5 ton Hg, 5 ton Ag, 600 ton Ni ve 4000 ton Zn kullanılmaktadır.
Dünyada pillerde kullanılan ağır metal miktarının azaltılmasında ana kriter,
1. Pillerde kullanılan ağır metal miktarını azaltmak,
2. Pillerin ayrı toplanarak bunların çevreye zararlarını minimize etmektir.
AB’de 1994’ten sonra Hg’lı pil kullanımı, 2008’den sonra Cd pil kullanımı yasak. Avrupa Topluluğu Ülkelerinde 1999 yılından itibaren 5 ppm ’den fazla cıva içeren pillerin kullanımı yasaklanmıştır. 2003 yılından itibaren tüm piller ayrı toplanmak zorundadır. 2004 yılında Avrupa Topluluğu Ülkelerinde tüketilen pillerin %75, sanayide tüketilen pillerin ise %95 toplanıp geri kazanılacaktır. Tüketilen pillerin %55’den fazlası geri kazanılmak zorundadır.
Pil Kullanırken NE YAPMALI?
1.Piller hiçbir şekilde ısıtılmamalı, ateşe atılmamalı ve devamlı güneş ışığı alan yerlerde tutulmamalıdır.
2.Piller sökülmemeli, içleri açılmağa çalışılmamalı, delinmemeli ve ezilmemelidir.
3.Piller küçük çocukların oynayabileceği şekilde ortalıkta bırakılmamalıdır. Düğme tipi pillerin küçük çocuklar tarafından kolaylıkla yutulabileceği unutulmamalıdır.
4.Pillerin artı ve eksi uçları herhangi bir metal iletkenle birleştirilip, kısa devreler yaratılmamalıdır.
5.Şarj edilmeyen piller ve özellikle lityum türleri kesinlikle şarj işlemine tabi tutulmamalıdır. Aksi takdirde aşırı ısınma, şişme, gaz çıkışı, alevlenme ve hatta patlama görülebilir.
6.Farklı gerilimlere sahip, farklı yapılardaki piller ve şarjlı/şarjsız piller aynı cihaz içersinde kullanılmamalıdır.
7.Pille çalışan cihazlar kalorifer, soba, ocak vs. gibi ısı kaynaklarından uzakta tutulmalı ve nakil vasıtalarının torpido gözünde veya direk güneş ışığı alabilen konsolları üzerinde uzun sürelerle bırakılmamalıdır.
8.Piller su, deniz suyu veya diğer oksitleme özelliğine sahip maddelerle temas ettirilmemelidir.
9.Pillerin seri veya paralel bağlantıları uzman kişilerce yapılmalı, lityum esaslı pillerde bu tür bağlantılardan kaçınılmalı ve nikel-kadmiyum / nikel-metalhidrit pilleri, özel koruma devreleri olmadan paralel bağlanılmamalıdır.
Pil Kullanırken NE YAPMAMALI?
1.Cihazınızda hangi tip pillerin kullanılacağı, kullanım esnasında cihazın çekeceği akımın şiddetine, kullanım süresine ve kullanım sıklığına bağlıdır. Buna göre şarjlı veya şarjsız pillerin yapılabilir. Örneğin yüksek akım çeken ve uzun sürelerle kullanım gerektiren cihazlarda şarjlı piller çok daha ekonomik olacaktır. Buna karşılık orta ve zayıf şiddette akım gerektiren ve kullanımı süreklilik arz etmeyen sistemler için şarjsız piller kullanılabilir. Ayrıca çevre şartları (sıcaklık, rutubet vb.) ve satış fiyatı pillerin tercihi sırasında önemli bir etkendir.
2.Uzun sürelerle kullanılmayacak piller cihazlarından çıkartılmalı, artı ve eksi uçları kuru bir bezle silinmeli ve kısa devre yaratmayacak bir şekilde naylon bir torbada muhafaza edilmelidir.
3.Yeni satın alınmış piller kullanım aşamasına kadar orijinal ambalajlarında tutulmalıdır.
4.Piller buzdolabında saklanabilir. Ancak buzluk veya derin dondurucu kısmında muhafaza edilmemelidir.
5. Kısa devre pili hemen bitirir. Oluşan hidrojen patlamaya neden olur. Pil birden bire ısınır.
6. Pil asitli bir alettir. Asit parçalayıcıdır. Bu nedenle dikkatsizce oynanması tehlikelidir. Eğer bir yerimize asit değerse, önce asit değen yeri kurulamalı, sonra soğuk su ve sabunla iyice yıkamalıyız.
3. Atık piller denize, akarsulara, göllere veya kanalizasyona atılmamalıdır.
4. Atık piller ateşte yakılmamalıdır.
5. Atık pillerde bulunabilen nikel-kadmiyum-cıva vs. gibi ağır metaller insan sağlığına oldukça zararlıdır.
Atık Piller ile Ne Yapılmalı? ‘Çöpe Atılması Yasaktır’
1. Atık haldeki piller ayrı bir yerde (naylon torba, kutu, kavanoz, vs.) biriktirilmelidir.
2. Evinizde veya işyerinizde atık haldeki piller uzun sürelerle muhafaza edilmemelidir.
3. Atık piller bulunduğunuz yere en yakın mahaldeki atık pil toplama kutusuna atılmalı veya satın alındığı yere götürülmelidir.
4. Atık pillerin bünyelerindeki bazı metallerin geri kazanılabileceği unutulmamalıdır.
5. Atık pillerin toplanması için düzenlenecek kampanyalara gönüllü olarak katılmağa çalışınız.
6. Atık pil toplama noktalarının nerelerde olduğunu araştırınız.
7. Çevrenizde pil kullananları yukarıda anlatıldığı şekilde davranmaya davet ediniz ve onlara örnek olunuz.
8. Son olarak, çevreye dost olan pillerin 1865 yılından beri insanlığın hizmetinde olduğunu, çevrenin pek sevmediği cıva ve kadmiyum elementlerini içeren pillerdeki sağlığa zararlı maddelerin azaltıldığını ve bu türdeki pil atıkları için yüksek toplama hedeflerinin konulduğunu lütfen not ediniz.
Taşınabilir Pil Üreticileri&İhracatcıları Derneği (TAP)
Atık pillerin toplanması, depolanması ve bertarafı işlemleri kısa adı TAP olan Taşınabilir Pil Üreticileri ve İthalatçıları Derneğince organize edilmektedir. Konuyla ilgili olarak Çevre ve Orman Bakanlığı tarafından yetkilendirilmiş bir kuruluşa olan Derneğe her zaman başvurabilirsiniz.
TAP DERNEĞİNİN AMACI
Anayasamızın öngördüğü ekonomi esaslarına uygun olarak ulusal ve uluslararası yasal düzenlemeler çerçevesinde Türkiye’de taşınabilir pil sektörünün gelişmesi, büyümesi ve atık pillerin çevreyle uyumlu yönetiminin sağlanması ve ekolojik dengenin bozulmasını önlemek için atık pillerin toplanmasına, geri kazanılmasına, bertarafına dair yükümlülüklerin yerine getirilmesine yönelik faaliyetlerde bulunmaktır.
2. Toplama yer/merkezini belirle (görülebilir, nemsiz, uygun yerlere 7-8 lt hacminde şeffaf toplama kutuları koy).
3. Taşıma (belediyeler, firmalar).
4. Uygun bertaraf kurumu ayarla (İzaydaş)
Pil Geri Kazanma Projesi
Pil toplama teşviği için eğitimle BİLİNÇLENDİRME ve ÖDÜLLENDİRME özendirerek katılımı artırmak için şarttır.
Çarpıcı ana tema ve strateji belirle,
Sık sık promosyonla katılımı geliştir,
Broşür-afiş bastırarak ilgi çek,
Basın/Yayın, Üniversiteler, STÖ’lerden (vakıf/ dernek) yardım al,
Örgütlendir, gönüllü takım çalışması yap,
Üst yönetimi ikna et.
Pillerin Geri Dönüşümü En uygun geri çevrim yöntemi çevresel etki ve maliyet faktörüne bağlıdır.
Cıva, kadmiyum ve kurşundan dolayı ortaya çıkacak kirliliğin kontrolu
Kaynak korumak için değerli metal kazanımı ve atıkların en aza indirilmesi.
Toksik cıva, kadmiyum, kurşun içeren pillerin geri çevrim uygulaması Dünya’da çeşitli işletmeler tarafından bir süreden beri yapılmaktadır.
Ayırma Metodu : Bu işlemi günümüze kadar uygulanabilen tek yöntem olmuştur. Bu metot, hidrometalürji ve pirometalurji yöntemleri veya bunların birleşiminden faydalanılarak pillerin geri dönüşümünün yapılabilmesini sağlanmaktadır. Bu işlemleri uygulayan tesisler aslında sadece pil arıtımıyla uğraşan küçük ölçekli metal yan sanayi işletmeleridir. Bunun nedeni ise bu metodun yatırım, işletme ve enerji maliyetinin çok yüksek olmasıdır.
Metal Sanayi Metodu: Piller veya ayrıştırılmış bileşenleri metal yan sanayi tesislerinde kullanılabilmektedir. Bu işletmelerde pil bileşenlerinin fiziksel yolla ayrı ayrı maddelere ayrılması basit bir teknik uygulama ile yapılabilmektedir. Yeni uygulanmaya başlanılan bu yöntemle düşük yatırım ve işletme maliyetleri sağlanarak en az atığın çevreye bırakılması sağlanmaya çalışılmaktadır.
KULLANILMIŞ PİL ÇÖP DEĞİLDİR, HEM TEHLİKELİ HEM DE DEĞERLİ BİR ATIKTIR. ONLAR AYRI TOPLAYIP, PİL TOPLAMA KUTULARINA ATINIZ.
Tehlikeli atıklar iyi yönetilemediğinde tehlikelidir, iyi yönetilirse değere dönüşebilir.
İLGİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER
Alkali Pillerdeki Ağır Metaller
Çinko Hava Pilleri
Katot olarak atmosferik havadan temiz edilen oksijen gazı (O2) kullanılır.
Çinko anotta okside olurken katotta gerçekleşen reaksiyonu,
Nikel Kadmiyum pilleri piyasada Ni-Cd veya “Ni-Cd” sembolleri adında satılmaktadır. Bu pillerdeki reaksiyonu;
2NiOOH + 2H2O + Cd → 2Ni (OH)2 + Cd (OH)2
şeklinde yazmamız mümkündür.
Ni (OH)2, CdI2 kaplı yapıya sahiptir. NiOOH, kompleks ve çok fazlı bir maddedir. Bu önemli bir avantajdadır. 1000 defa şarj imkanı sağlar ve kendi kendine deşarj olmaksızın uzun zaman kalmasını sağlar. Aşırı şarj, kadmiyum hidroksitin elektrotu pasifleştirilmesine neden olur.
Lityum İyon Pilleri (Li-İon)
Lityum iyon (Li-İon) pillerde, Lityum metali kullanılmaz. Çünkü Lityum metali çok aktiftir. Lityum metali yerine Lityum bileşiği kullanır. Lityum iyon pillerin katodunda lityum kobalit, LiCoO2, anotta ise grafik karbon ve elektrolizde lityum tuzu kullanılır.
Lityum tuzu, susuz bir solvent’te çözülerek elektrolit elde edilir. Lityum iyon pilleri Ni-Cad (Ni-Cd) veya Ni-MH (NiMH) pillerden oldukça hafiftir. Li-İon pilleri, aynı boyuttaki Ni-MH pillerin dört katı güce sahiptir. Lityum pilleri, düşük enerji tüketimi gerektiren aletlerde (duman alarmı gibi) kullanılması çok faydalıdır. Böylece uzun zaman (birkaç yıl) kullanılabilir. Lityum piller özel olarak bertaraf edilmesi için yeterli miktarda zararlı ve zehirli madde içermez.
