Achtergrond
NiMH- of nikkelmetaalhydridebatterijen zijn een soort oplaadbare batterijen. Ze worden gebruikt voor diverse doeleinden, variërend van digitale camera's tot hybride voertuigen en industriële toepassingen. De populariteit van deze batterijen is de afgelopen jaren toegenomen door de toenemende bezorgdheid over de milieu-impact van giftige componenten en de toenemende interesse in recycling. De meeste NiMH-batterijen kunnen gedurende hun levensduur honderden keren worden opgeladen. Bovendien is er nauwelijks sprake van een afname van het totale vermogen na het opladen.
Batterijen
Batterijen zijn autonome eenheden die chemische reacties gebruiken om elektriciteit op te wekken. De meeste batterijen bestaan uit vier componenten. Er is een positieve elektrode, een negatieve elektrode, een elektrolyt en een separator.
In een NiMH-batterij bestaat de positieve elektrode meestal uit nikkelhydroxide, vandaar de naam nikkelmetaalhydride. De negatieve elektrode bestaat meestal uit een metaalhydride, maar de gebruikte metalen variëren. De elektrolyt is een chemische oplossing, vaak kaliumhydroxide, die ionenoverdracht tussen de positieve en negatieve elektrode mogelijk maakt. De separator wordt gebruikt om de positieve en negatieve elektroden fysiek te scheiden, maar ionenoverdracht mogelijk te maken.
Elektriciteitsproductie
Om elektriciteit op te wekken, moet de batterij worden aangesloten op een extern circuit. Het plaatsen van een batterij in een apparaat met de positieve en negatieve symbolen is de standaardmethode om een batterij op een circuit aan te sluiten. Zodra het apparaat stroom begint te verbruiken, bewegen elektronen zich uit de negatieve elektrode, wat gepaard gaat met oxidatie van de elektrode en de afgifte van waterstof.
De elektronen worden uiteindelijk afgezet in de positieve elektrode, die waterstof absorbeert. Ionenuitwisselingen door de elektrolyt maken het circuit compleet. Bij standaardbatterijen is de batterij defect wanneer de negatieve elektrode niet langer kan oxideren en elektronen kan produceren. Bij NiMH-batterijen zorgen de specifieke metalen en chemicaliën ervoor dat het proces kan worden omgekeerd.
In wezen kan een lader elektronen uit de positieve elektrode trekken, waardoor deze oxideert en waterstof afgeeft. Vervolgens kan hij de elektronen terugplaatsen in de negatieve elektrode, waardoor deze waterstof absorbeert. Hierdoor kan de batterij steeds opnieuw worden gebruikt.