Nikl-metal hydridový akumulátor

Nikl-metal hydridový akumulátor, zkráceně NiMH, je druh galvanického článku. V první dekádě 21. století to byl jeden z nejčastěji používaných druhů akumulátorů. Ve srovnání s jemu podobným nikl-kadmiovým akumulátorem má přibližně dvojnásobnou kapacitu. Hlavními důvody jeho velkého rozšíření je jeho značně velká kapacita a schopnost dodávat poměrně velký proud spolu s přijatelnou cenou. Určité omezení představuje jeho napětí 1,2 V, které je nižší než napětí běžných baterií na jedno použití s 1,5 V, které může v řadě případů nahradit, ale ne vždy.

Specifikace baterie
Energie/hmotnost60–120 W·h/kg
Energie/velikost140–300 W·h/L
Výkon/hmotnost250–1000 W/kg
Efektivita nabíjení/vybíjení66%
Energie/spotřebitelská cena2.75 W·h/US$
Samovybíjení30%
Životnost v cyklech500–1,000
Nominální napětí článku1,2 V


Elektrochemická reakce editovat

Záporná elektroda je tvořena speciální kovovou slitinou, která s vodíkem vytváří směs hydridů neurčitého složení. Tato slitina je většinou složena z niklu, kobaltu, manganu, případně hliníku a některých vzácných kovů – lanthanu, ceru, neodymu, praseodymu. Kladná elektroda je z oxid-hydroxidu niklitého – NiO(OH) a elektrolytem je vodný roztok hydroxidu draselného.

Celková reakce vybíjení:

MH + NiO(OH) → M + Ni(OH)2
  • Na záporné elektrodě
MH + OH → M + H2O + e
  • Na kladné elektrodě
NiO(OH) + H2O + e → Ni(OH)2 + OH

Kde M a MH je výše zmíněná slitina s případně navázaným vodíkem. Při nabíjení probíhají uvedené reakce opačným směrem.

Vlastnosti editovat

 
Nikl-metal hydridový akumulátor firmy Varta vystavený v muzeu Autovision v Altlußheimu v Německu
 
Komerční NiMH akumulátory velikosti AA.

Jmenovité napětí je 1,2 V. Napětí (naprázdno) plně nabitého článku je 1,4 V; napětí vybitého článku je 1,0 V. Nevýhodou tohoto akumulátoru je dosti velká úroveň samovybíjení – asi 15-30 % za měsíc při pokojové teplotě. Při nižších teplotách se samovybíjení podstatně sníží. Uvedená úroveň samovybíjení se týká klasických NiMH akumulátorů s vysokou kapacitou (2500 - 2700 mAh u AA a 1000 - 1200 mAh u AAA). V praxi je dnes hojně využíváno akumulátorů s nižší kapacitou (kolem 2000 mAh AA a 800 mAh u AAA), ale s daleko nižším samovybíjením a mnohem delší životností (reálně až 1000 nabíjecích cyklů). Takovéto akumulátory se nazývají "ekologické" a často bývají přednabity z výroby (označení "Ready to use"). Obecně tedy platí, že čím nižší celková kapacita, tím delší životnost. Tyto akumulátory se používají do stále používaných přístrojů, jako jsou vysílačky, dětské chůvičky a přenosné telefony. Nízkokapacitní NiMH akumulátory (1000 - 1400 mAh u AA a 500 - 600 mAh u AAA) totiž můžeme nabíjet při jakémkoliv stavu nabití, bez větších poškození.


Výhody NiMH editovat

Jak je výše uvedeno, má NiMH akumulátor oproti starším NiCd akumulátorům až 2,5× větší kapacitu. Dokáže dodávat relativně vysoké proudy. Má dlouhou životnost, malé pořizovací náklady, možnost rychlonabíjení bez většího poškození. Napětí 1,2 V v podstatě během vybíjení neklesá.

Nevýhody NiMH editovat

Při nízkých teplotách (5 °C a méně) se baterie začínají "blokovat" (zdá se, že nemají energii, ale při ohřátí se zase vrátí). Napětí je pak pouze 1,2 V, což může být pro některé elektronické přístroje nedostatečné.

Odkazy editovat

Literatura editovat

  • CETL, Tomáš: Aplikace elektrochemických zdrojů, vydavatelství ČVUT 2004, ISBN 80-01-02859-3
  • MAREK, J., STEHLÍK, L.: Hermetické akumulátory v praxi, vydavatelství IN-EL, ISBN 80-86230-34-1

Související články editovat

Externí odkazy editovat