NiMH-akku


NiMH-akku eli nikkelimetallihybridiakku tuli kuluttajien saataville 80-luvun lopulla tarkoituksenaan korvata myrkyllistä kadmiumia sisältävät NiCd-akut. NiMH-kennon positiivisena elektrodina toimii NiCd-akuista tuttu nikkelihydroksidi ja negatiivisena elektrodina metallihybridi. Elektrolyytti on kaliumhydroksidia. Elektrodien välinen materiaali on nailonseosta, joka erottaa elektrodit sähköisesti toisistaan, mutta mahdollistaa samalla ionien kulkeutumisen elektrodilta toiselle. Nailonseosta käytetään eristeenä myös monissa NiCd-akuissa. Akkujen nimellisjännite on 1,2 V. Parhaimmillaan AA-kokoisten NiMH-akkujen kapasiteetti voi olla jopa 3000 mAh. [1] [2] [3]

IMG_0871_edited-2.jpg

NiMH-akun ominaisuuksia verrattuna NiCd-akkuun [4]

  • NiMH-akun kapasiteetti on n. 40 % vastaavan kokoista NiCd-akkua suurempi
  • Haitalliset muisti-ilmiöt ovat paljon pienemmät
  • Eivät sisällä vaarallisia raskasmetalleja
  • Heikompi toimivuus pakkasessa
  • Suurempi itsepurkautuvuus

Akun rakenne


NiMH-kennot mahdollistavat akuissa käytettävän samanlaista rakennetta kuin NiCd-akuissakin. Levymäisessä muodossa olevat elektrolyytit asetetaan päällekkäin ja eristetään toisistaan niiden väliin jäävällä nailonseoksella. Sitten tämä voileipärakenne kääritään sylinterimäiseen muotoon ja asetetaan metallikuoriseen koteloon. Ennen kotelon sulkemista sen sisälle ruiskutetaan pieni määrä elektrolyyttiä. Kotelon kuori toimii akun negatiivisena napana, ja akun toinen pääty on eristetty kuoresta toimien positiivisena napana. Positiivisen navan päädyssä on myös pieniä ilma-aukkoja turvaventtiilille, joka aukeaa akun sisäisen paineen kasvaessa liian suureksi. Paineen nousu voi johtua esim. ylilatauksesta, jolloin akun sisälle muodostuu liikaa kaasuja. Estääkseen akun rikkoutumisen venttiili päästää nämä kaasut ulos akusta ja sulkeutuu jälleen. Sylinterimäisten rakenteiden lisäksi NiMH-akkuja valmistetaan myös särmiön muotoisina. [5]

IMG_03.jpg
Kuvassa näkyy NiMH-akun turvaventtiilin kolme ilma-aukkoa.

Sähkökemiallinen toiminta [6] [7]

Negatiivisen elektrodin reaktio:


Akun latautuessa reaktio etenee vasemmalta oikealle ja purkautusessa päinvastoin. Latauksen aikana elektrolyytin vesimolekyylit hajoavat negatiivisella elektrodilla vedyksi ja OH--ioneiksi. Vetyatomit absorboituvat kennon metalliseokseen, joka esiintyy reaktioyhtälössä M-kirjaimella merkittynä.

M + H2O + e- <=> MH + OH-

Positiivisen elektrodin reaktio:


Akun ollessa latauksessa positiivisen elektrodin reaktio perustuu täysin samaan nikkelihydroksidin hapettumiseen kuin nikkelikadmiumakuissakin. Akun purkautuessa reaktio etenee oikealta vasemmalle.

Ni(OH)2 + OH- <=> Ni(OH) + H2O + e-


Ympäristöystävällisyys ja hävittäminen


NiMH-akkuja pidetään ympäristöystävällisempinä kuin NiCd-akkuja, koska ne eivät sisällä myrkyllistä kadmiumia. NiMH-akkujen sisältämä nikkeli on kuitenkin ympäristölle haitallista, mikä tekee niistä ongelmajätettä. Käytetyt akut hävitetään asianmukaisesti viemällä ne paristojen ja akkujen keräyspisteisiin. Suomessa vuonna 2008 voimaan tulleen jätelakiuudistuksen myötä kauppiaat ovat velvoitettuja vastaanottamaan asiakkaidensa tuomat käytetyt akut ja paristot sekä toimittamaan ne eteenpäin oikeille tahoille. [8] [9]
  1. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Akku
  2. ^ http://www.epanorama.net/faq/sfnet.harrastus.elektroniikka/teholahteet.html
  3. ^ http://data.energizer.com/PDFs/nickelmetalhydride_appman.pdf
  4. ^ http://data.energizer.com/PDFs/nickelmetalhydride_appman.pdf
  5. ^ http://data.energizer.com/PDFs/nickelmetalhydride_appman.pdf
  6. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel-metal_hydride_battery
  7. ^ http://data.energizer.com/PDFs/nickelmetalhydride_appman.pdf
  8. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Akku
  9. ^ http://www.lansi-uusimaa.fi/Uutiset/Arkisto/2008/06/25/Jatelain-uudistus-tuo-paristojen-kerayspisteet-kauppoihin