Φόντο
Οι μπαταρίες NiMH ή νικελίου-υδριδίου μετάλλου είναι ένας τύπος επαναφορτιζόμενης μπαταρίας. Χρησιμοποιούνται για μια ποικιλία σκοπών, από ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές έως υβριδικά οχήματα και βιομηχανικές εφαρμογές. Η δημοτικότητα αυτών των μπαταριών έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια, καθώς έχουν αυξηθεί οι ανησυχίες για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των τοξικών συστατικών και το ενδιαφέρον για την ανακύκλωση. Οι περισσότερες μπαταρίες NiMH μπορούν να επαναφορτιστούν αρκετές εκατοντάδες φορές κατά τη διάρκεια της ζωής τους. Επίσης, υπόκεινται σε πολύ μικρή μείωση της συνολικής ισχύος που παρέχεται μετά τη φόρτισή τους.
Μπαταρίες
Οι μπαταρίες είναι αυτόνομες μονάδες που χρησιμοποιούν χημικές αντιδράσεις για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι περισσότερες μπαταρίες έχουν σχεδιασμό τεσσάρων συστατικών. Υπάρχει ένα θετικό ηλεκτρόδιο, ένα αρνητικό ηλεκτρόδιο, ένας ηλεκτρολύτης και ένας διαχωριστής.
Σε μια μπαταρία NiMH, το θετικό ηλεκτρόδιο αποτελείται συνήθως από υδροξείδιο του νικελίου, εξ ου και η ονομασία νικελίου-υδρίδιο μετάλλου. Το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι συνήθως κατασκευασμένο από υλικό υδριδίου μετάλλου, αλλά τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται ποικίλλουν. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα χημικό διάλυμα, συχνά υδροξείδιο του καλίου, το οποίο επιτρέπει τη μεταφορά ιόντων μεταξύ του θετικού και του αρνητικού ηλεκτροδίου. Ο διαχωριστής χρησιμοποιείται για τον φυσικό διαχωρισμό των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων, αλλά για να επιτρέπει τη μεταφορά ιόντων.
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας
Για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η μπαταρία πρέπει να είναι συνδεδεμένη σε ένα εξωτερικό κύκλωμα. Η τοποθέτηση μιας μπαταρίας σε μια συσκευή με την μπαταρία ευθυγραμμισμένη με τα θετικά και αρνητικά σύμβολα είναι ο τυπικός τρόπος σύνδεσης μιας μπαταρίας σε ένα κύκλωμα. Μόλις η συσκευή αρχίσει να καταναλώνει ενέργεια, τα ηλεκτρόνια κινούνται έξω από το αρνητικό ηλεκτρόδιο, κάτι που συνοδεύεται από οξείδωση του ηλεκτροδίου και απελευθέρωση υδρογόνου.
Τα ηλεκτρόνια τελικά θα εναποτεθούν στο θετικό ηλεκτρόδιο, το οποίο θα απορροφήσει υδρογόνο. Οι ανταλλαγές ιόντων μέσω του ηλεκτρολύτη ολοκληρώνουν το κύκλωμα. Για τις τυπικές μπαταρίες, όταν το αρνητικό ηλεκτρόδιο δεν μπορεί πλέον να οξειδώσει και να παράγει ηλεκτρόνια, η μπαταρία είναι νεκρή. Για τις μπαταρίες NiMH, τα συγκεκριμένα μέταλλα και χημικές ουσίες που εμπλέκονται επιτρέπουν την αντιστροφή της διαδικασίας.
Στην ουσία, ένας φορτιστής μπορεί να τραβήξει ηλεκτρόνια από το θετικό ηλεκτρόδιο, προκαλώντας την οξείδωσή του και την αποβολή υδρογόνου. Στη συνέχεια, μπορεί να επαναφέρει τα ηλεκτρόνια στο αρνητικό ηλεκτρόδιο, προκαλώντας την απορρόφηση υδρογόνου από αυτό. Αυτό επιτρέπει στην μπαταρία να χρησιμοποιείται ξανά και ξανά.