니켈수소 배터리는 어떻게 작동하나요?

배경
NiMH 또는 니켈수소(NiMH) 배터리는 충전식 배터리의 한 종류입니다. 디지털 카메라부터 하이브리드 자동차, 산업용 기기까지 다양한 용도로 사용됩니다. 최근 몇 년 동안 독성 성분의 환경 영향에 대한 우려와 재활용에 대한 관심이 높아짐에 따라 이러한 배터리의 인기가 높아지고 있습니다. 대부분의 NiMH 배터리는 수명 기간 동안 수백 번 재충전할 수 있습니다. 또한 충전 후 출력 감소가 거의 없습니다.

배터리
배터리는 화학 반응을 이용하여 전기를 생산하는 독립형 장치입니다. 대부분의 배터리는 4가지 구성 요소로 이루어져 있습니다. 양극, 음극, 전해질, 그리고 분리막이 있습니다.
NiMH 배터리에서 양극은 일반적으로 수산화니켈로 구성되어 있어 니켈-금속 수소화물(NiMH)이라는 이름이 붙었습니다. 음극은 일반적으로 금속 수소화물 소재로 만들어지지만, 사용되는 금속은 다양합니다. 전해질은 수산화칼륨과 같은 화학 용액으로, 양극과 음극 사이의 이온 이동을 가능하게 합니다. 분리막은 양극과 음극을 물리적으로 분리하지만, 이온 이동은 허용합니다.

전기 생산
전기를 생산하려면 배터리를 외부 회로에 연결해야 합니다. 배터리를 기기에 연결할 때, 배터리의 양극과 음극 기호를 맞춰 넣는 것이 배터리를 회로에 연결하는 표준 방법입니다. 기기가 전력을 소모하기 시작하면 전자가 음극에서 빠져나가면서 전극의 산화와 수소 방출이 동반됩니다.
전자는 결국 양극에 축적되어 수소를 흡수합니다. 전해질을 통한 이온 교환이 회로를 완성합니다. 일반 배터리의 경우, 음극이 더 이상 산화되어 전자를 생성할 수 없게 되면 배터리는 방전됩니다. NiMH 배터리의 경우, 관련된 특정 금속과 화학 물질이 이 과정을 역전시킬 수 있습니다.
본질적으로,  충전기는  양극에서 전자를 끌어내어 양극을 산화시키고 수소를 방출합니다. 그런 다음 전자를 다시 음극으로 보내 수소를 흡수하게 합니다. 이를 통해 배터리를 반복해서 사용할 수 있습니다.