Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy firmy Varta, Muzeum Autovision, Altlußheim, Niemcy
Dwa akumulatory Ni-MH typu AA w ładowarce BC-CS1 (Sony)

Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy (NiMH lub Ni-MH- ang. nickel metal hydride) – akumulator, w którym katodę stanowi płytka niklowa, a anodę stop metali, z którym reaguje wydzielający się podczas ładowania wodór tworząc wodorek metalu.

Akumulatory tego typu nie zawierają toksycznych związków kadmu jak akumulator NiCd. Posiada jedną z najwyższych gęstości energii (360 MJ/m³).

Długo nie wchodził do produkcji masowej – mimo że elektroda wodorowa bardzo dobrze nadaje się na anodę, konstrukcja wykorzystująca to ogniwo wymaga absolutnej szczelności, porowatej elektrody oraz wysokiego ciśnienia. Jedynym rozwiązaniem jest związanie wodoru w związek chemiczny powstający podczas ładowania, a rozpadający się podczas rozładowywania ogniwa. Związki takie odkryto pod koniec lat 60. XX wieku, prace nad praktycznym zastosowaniem trwały do końca XX w. W nowoczesnych akumulatorkach NiMH anody zbudowane są z porowatego stopu wielu metali, takich jak np. wanad, tytan, cyrkon, nikiel, chrom, kobalt i żelazo. Przyczyna lepszej wydajności (możliwości wiązania i uwalniania wodoru) takich egzotycznych stopów nie jest do końca jasna – ich składy ustalane są eksperymentalnie.

Poza anodą, konstrukcja akumulatorków NiMH nie różni się w zasadzie od konstrukcji wypartych przez nie akumulatorów NiCd. Siła elektromotoryczna obu ogniw wynosi ok. 1,2 V, co sprawia, że w wielu zastosowaniach akumulatory te można stosować zamiennie.

Płytka niklowa stanowi elektrodę dodatnią, a elektrodą ujemną jest stop metali niklu, manganu, magnezu, kobaltu i aluminium. Klucz elektrolityczny wykonany jest z poliamidu lub polietylenu zaś elektrolit jest zasadowy. Akumulatory NiMH mają od dwóch do trzech razy większą pojemność niż odpowiadające im akumulatory NiCd, a także mają o wiele mniejszy efekt pamięci (jednak nadal wymagają procesu formowania). W akumulatorach tych istnieje za to tzw. efekt leniwej baterii powstaje on wskutek niecałkowitego rozładowania co powoduje nieznaczny spadek napięcia znamionowego, efekt ten można usunąć za pomocą ładowarki z funkcją rozładowania.

Akumulatory NiMH są droższe od akumulatorów NiCd. Charakteryzują się szybszym czasem samorozładowania i krótszą żywotnością, osiągają one około 30% więcej pojemności, charakteryzują się także większą gęstością energii (teoretycznie 50%, praktycznie – około 25%). Nowością wśród akumulatorów są produkty łączące w sobie zalety akumulatorów NiMH i baterii np. firmy GP Batteries ReCyko+ lub Sanyo Eneloop.

Akumulatory NiMH znalazły szerokie zastosowanie w samochodach hybrydowych. Do końca 2013 roku wyprodukowano ich ponad 6 mln. Lider rynku hybrydowego, Toyota, stosuje je w większości swoich modeli, m.in. w pierwszym modelu hybrydowym, Priusie.[1]

Reakcje chemiczne[edytuj | edytuj kod]

NiO(OH) + H2O + e → Ni(OH)2 + OH
MH + OH → M + H2O + e
  • reakcja całkowita
MH + NiO(OH) → M + Ni(OH)2

Przykładowe parametry[edytuj | edytuj kod]

Typ
akumulatora
Liczba
cykli
Objętość
(1kWh)
Masa
(1kWh)
Cena
(1kWh)
NiMH* 1 000 6 dm³ 15 kg 720 USD

* – Dane szacunkowe na podstawie www.batteryspace.com

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]

Wikimedia Commons

Przypisy