Nikkelimetallihydridiakku

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
AAA- ja AA-kokoisia NiMH-akkuja

Nikkelimetallihydridiakku (lyh. NiMH tai Ni-MH) on yksi yleisesti käytössä oleva akku. Sen toiminta on hyvin samanlaista kuin aikaisemmin hyvin suosituissa nikkeli-kadmiumakuissa (NiCd). Akkujen positiiviset elektrodit ovat nikkelihydroksidia, kuten nikkeli-kadmiumakuissakin, kun taas negatiiviset elektrodit ovat vetyä absordoivia metalliseoksia. Nikkelimetallihydridiakkujen varauskapasiteetti voi olla kaksi tai kolmekin kertaa suurempi kuin vastaavan kokoisen nikkeli-kadmiumakun, ja energiatiheyskin lähenee litiumioniakkujen tiheyttä. [1]

Sähkökemia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nikkelimetallihydridiakun negatiivisella elektrodilla tapahtuva reaktio on H2O + M + e− OH− + MH, jossa latausreaktio on vasemmalta oikealle ja purkureaktio toiseen suuntaan. Positiivisen elektrodin reaktiossa syntyy nikkelihydroksidia seuraavan reaktion mukaisesti: Ni(OH)2 + OH− NiO(OH) + H2O + e−.

Kaavoissa ja akun nimessä esiintyvä metalli tarkoittaa itse asiassa usean metallin yhdistettä. Tähän tarkoitukseen on kehitetty useita eri seoksia, mutta ne jakautuvat pääsääntöisesti kahteen kategoriaan. Yleisempi näistä on AB5-seos, jossa A on harvinaisista maametalleista lantaanista (La), cerium (Ce), neodyymi (Nd) ja praseodyymi (Pr) koostuva seos. B taas on nikkeliä, kobalttia (Co), mangaania (Mn) ja/tai alumiinia (Al). Toinen vaihtoehto on AB2, missä A on titanium ja/tai vanadiini ja B zirkonium tai nikkeli, johon on lisätty kromia, kobolttia, rautaa tai mangaania. [2]

Historia ja ominaisuudet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ensimmäiset kuluttajakäyttöön tarkoitetut nikkelimetallihydridiakut tulivat markkinoille vuonna 1989. [3] Vuonna 2008 maailmassa oli jo yli kaksi miljoonaa nikkelimetallihydridiakun sisältävää hybridiautoa. [4] Nikkelimetallihydridiakun tyypillinen energia painokiloa kohti vaihtelee 270-360 kJ/kg välillä riippuen akun koosta. Tämä on huomattavasti enemmän kuin nikkeli-kadmiumakuilla (144-216 kJ/kg) ja on melko lähellä litiumioniakkujen vastaavaa arvoa (360-575 kJ/kg). Myös nikkelimetallihydridiakkujen tilavuudellinen energiatiheys on huomattavasti suurempi, kuin nikkeli-kadmiumakuissa, ja lähes yhtä hyvä kuin litiumioniakuissa. Suurin käyttökohde nikkelimetallihydridiakuille ovat pienet, uudelleenladattavat akut, jotka olivat ennen nikkeli-kadmiumakkuja. Nikkelimetallihydridiakut ovat erittäin yleisiä uudelleen ladattavissa AA-paristoissa. Nikkelimetallihydridiakkujen isoin heikkous on niiden itsepurkautuminen, joka on voimakasta. Tyypillinen nikkelimetallihydridiakku menettää 4% sen varauksesta päivässä, kun sitä ei käytetä. Tätä varten vuonna 2005 akusta kehitettiin uusi versio, joka purkautuu huomattavasti hitaammin. [5]

Öljy-yhtiöt ja NiMH-akut[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Autonvalmistajan General Motorsin kehittäessä EV1-sähköautomalliaan se hankki omistukseensa määräävän osuuden Ovonics-yhtiön akkuvalmistuksesta ja -kehityksestä saaden samalla haltuunsa ko. yhtiön kehittämän NiMH-akun patentit. NiMH-akkuja oli otettu käyttöön mm. toisen sukupolven EV1:ssä, ja ajomatka oli kivunnut niiden avulla jo yli 200 kilometriin. General Motors myi piakkoin osuutensa Ovonicsista öljy-yhtiö Texacolle. [6] Akkuja tätä nykyä valmistava Cobasys on väitteiden mukaan kieltäytynyt antamasta suurikokoisia NiMH-akkuja sähköautokäyttöön ja on patentin haltijana estänyt Panasonicin yrityksen tuoda maahan sähköautoihin soveltuvia akkuja. Tarkat lisensointiehdot ovat salaisia, mutta yleisen arvion mukaan "suurikokoisia" NiMH-akkuja saa valmistaa lisenssillä vain hybridiautoihin. [7]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. What’s the Best Battery? Viitattu 2014-13-05.
  2. J. Kopera: Inside the Nickel Metal Hydride Battery 25 June 2004. Cobasys. Viitattu 2011-09-10.
  3. In search of the perfect battery, The Economist, 6 March 2008
  4. Avicenne Conf., Nice 2008, M.A. Fetcenko/ECD
  5. Sanyo - XX AA 4-Pack Viitattu 2014-13-05.
  6. Matt Coker: Baby, You Can Still Drive My Electric Car Orange County Weekly. 16.5.2006. OC Weekly LP. Viitattu 17.2.2008. (englanniksi)
  7. Form 8-K Ovonics. Viitattu 17.2.2008. (englanniksi)

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]