Háttér
A NiMH vagy nikkel-fémhidrid akkumulátorok egy újratölthető akkumulátortípus. Különböző célokra használják őket, a digitális fényképezőgépektől a hibrid járműveken át az ipari alkalmazásokig. Az akkumulátorok népszerűsége az elmúlt években megnőtt, mivel aggodalmak merültek fel a mérgező összetevők környezeti hatásaival kapcsolatban, és megnőtt az érdeklődés az újrahasznosítás iránt. A legtöbb NiMH akkumulátor több százszor újratölthető az élettartama során. A töltés utáni teljes teljesítményük is nagyon csekély mértékben csökken.
Elemek
Az akkumulátorok önálló egységek, amelyek kémiai reakciók segítségével állítanak elő elektromos áramot. A legtöbb akkumulátor négykomponensű felépítésű. Van egy pozitív elektróda, egy negatív elektróda, egy elektrolit és egy szeparátor.
Egy NiMH akkumulátorban a pozitív elektróda jellemzően nikkel-hidroxidból áll, innen ered a nikkel-fémhidrid elnevezés. A negatív elektróda jellemzően fémhidrid anyagból készül, de a felhasznált fémek eltérőek lehetnek. Az elektrolit egy kémiai oldat, gyakran kálium-hidroxid, amely lehetővé teszi az ionátvitelt a pozitív és a negatív elektróda között. Az elválasztót a pozitív és negatív elektródák fizikai elválasztására, de az ionátvitel lehetővé tételére használják.
Villamosenergia-termelés
Az áram előállításához az akkumulátort külső áramkörhöz kell csatlakoztatni. Az akkumulátor áramkörhöz való csatlakoztatásának standard módja, hogy az akkumulátort egy eszközbe helyezik úgy, hogy az akkumulátor pozitív és negatív szimbólumai a megfelelő irányba nézzenek. Amint az eszköz energiát kezd fogyasztani, az elektronok kilépnek a negatív elektródából, amit az elektróda oxidációja és hidrogén felszabadulása kísér.
Az elektronok végül a pozitív elektródán rakódnak le, amely hidrogént abszorbeál. Az elektroliton keresztüli ioncsere zárja le az áramkört. A hagyományos akkumulátorok esetében, amikor a negatív elektróda már nem tud oxidálódni és elektronokat termelni, az akkumulátor lemerült. A NiMH akkumulátorok esetében a benne lévő fémek és vegyi anyagok lehetővé teszik a folyamat visszafordítását.
Lényegében egy töltő elektronokat tud kihúzni a pozitív elektródából, ami oxidációhoz és hidrogén kilökéséhez vezet. Ezután visszahelyezi az elektronokat a negatív elektródába, ami hidrogén elnyeléséhez vezet. Ez lehetővé teszi az akkumulátor újra és újra történő használatát.