Sfondo
Le batterie NiMH o al nichel-metallo idruro sono un tipo di batteria ricaricabile. Sono utilizzate per una varietà di scopi, dalle fotocamere digitali ai veicoli ibridi e alle applicazioni industriali. La popolarità di queste batterie è cresciuta negli ultimi anni, con l'aumento delle preoccupazioni per l'impatto ambientale dei componenti tossici e dell'interesse per il riciclaggio. La maggior parte delle batterie NiMH può essere ricaricata diverse centinaia di volte nel corso della sua vita utile. Inoltre, sono soggette a un calo minimo della potenza complessiva erogata dopo la ricarica.
Batterie
Le batterie sono unità autonome che utilizzano reazioni chimiche per produrre elettricità. La maggior parte delle batterie ha una struttura a quattro componenti: un elettrodo positivo, un elettrodo negativo, un elettrolita e un separatore.
In una batteria NiMH, l'elettrodo positivo è tipicamente composto da idrossido di nichel, da cui il nome nichel-metallo idruro. L'elettrodo negativo è tipicamente costituito da un materiale idruro metallico, ma i metalli utilizzati variano. L'elettrolita è una soluzione chimica, spesso idrossido di potassio, che consente il trasferimento di ioni tra l'elettrodo positivo e quello negativo. Il separatore viene utilizzato per separare fisicamente gli elettrodi positivo e negativo, ma per consentire il trasferimento di ioni.
Produzione di energia elettrica
Per produrre elettricità, la batteria deve essere collegata a un circuito esterno. Il metodo standard per collegare una batteria a un circuito è inserirla in un dispositivo con la batteria allineata ai simboli positivo e negativo. Quando il dispositivo inizia ad assorbire energia, gli elettroni si spostano dall'elettrodo negativo, con conseguente ossidazione dell'elettrodo e rilascio di idrogeno.
Gli elettroni si depositeranno infine nell'elettrodo positivo, che assorbirà idrogeno. Gli scambi ionici attraverso l'elettrolita completano il circuito. Nelle batterie standard, quando l'elettrodo negativo non può più ossidarsi e produrre elettroni, la batteria è scarica. Nelle batterie NiMH, i metalli e le sostanze chimiche coinvolte consentono di invertire il processo.
In sostanza, un caricabatterie può estrarre elettroni dall'elettrodo positivo, provocandone l'ossidazione e l'espulsione di idrogeno. Può quindi restituire gli elettroni all'elettrodo negativo, provocandone l'assorbimento di idrogeno. Questo consente alla batteria di essere utilizzata più e più volte.