Обсуждение темы: «Никель водородные аккумуляторы»

[Bulbulator]

Не так давно где-то мельком прочитал, что в космонавтике используются никель водородные аккумуляторы. Что это за АКБ, кто-нибудь знает?

[diamondQQ]

Не так давно где-то мельком прочитал, что в космонавтике используются никель водородные аккумуляторы. Что это за АКБ, кто-нибудь знает?

Никель-водородный аккумуляторы относятся к щелочному типу аккумуляторов. Обозначаются как Ni–H2. У них два электрода: никелевый и водородный. От популярных Ni MH аккумуляторов отличаются тем, что в них используется водород в газообразной форме. Он хранится в герметичном аккумуляторе под давлением 82,7 бара. В этих аккумуляторных элементах находится 26%-ный раствор KOH (гидроксида калия). Он используется в качестве электролита. Из того, что я читал о никель водородных аккумуляторах, знаю, что их срок службы около 15 лет. Энергетическая плотность равна 75 Втч/кг. Напряжение на выводах при разомкнутой цепи 1,55 вольта, а при разряде ─ 1,25 вольта.

Энергетическая плотность меньше, чем у литиевых АКБ, но их сильной стороной является длительный срока эксплуатации. Никель водородные аккумуляторные батареи выдерживают до 20 тысяч циклов заряд-разряд. Поэтому Ni–H2 используются в сфере авиации и космонавтики. К примеру, МКС оборудована никель-водородными аккумуляторными элементами. На телескопе Хаббл такие аккумуляторные батареи заменили только через 19 лет после запуска.

[sapphireNeDlyaVas]

Добавлю.
Положительный электрод в Ni–H2 системе ─ никельхлороксидный. Отрицательный включает катализатор и диффузионную часть. Когда элемент заряжается, то водород под давлением в капсуле реагирует с кислородом их положительного электрода. В результате происходит потребление воды на никелевом электроде и её образование на водородном. В результате этого концентрация гидроксида калия в растворе KOH остается постоянной.

Во время разряда аккумулятора давление водорода снижается. Кстати, по величине давления контролируется степень разряда.
Если идёт избыточный заряд на уже заряженный Ni–H2 аккумулятор, то идёт диффузия воды из положительного в отрицательный электрод. Там происходит её диссоциация. Избыточный заряд аккумулятор может выдержать до тех пор, пока тепло рассеивается.

Серьёзным минусом никель водородных аккумуляторов является их высокий саморазряд. Он пропорционален давлению водорода элементе. Среднее значение саморазряда составляет 50% за несколько дней хранения. При увеличении температуры степень саморазряда ещё выше. Ni–H2 легко переносят нарушение полярности, а по давлению водорода можно легко отследить степень разряда.

К недостаткам также следует отнести необходимость использования герметичных сосудов, выдерживающих высокое давление.
Плюсовой электрод выполнен из порошка никеля, который спекается. В нём содержится гидроксид никеля. Минусовой электрод выполнен из тефлона с платиновым катализатором, который имеет сепаратор из нитей циркония.

[BigQueen]

И ещё немного о Ni–H2 аккумуляторных элементах.
Есть несколько вариантов конструкции никель водородных аккумуляторов.

• IPV. Включает в свой состав одну ячейку NiH2 и ёмкость под давлением;

• CPV. Этот вариант подразумевает две последовательные ячейки NiH2 и общую ёмкость под давлением;

• SPV. В этом варианте объединяется 22 ячейки NiH2 в общей емкости под давлением. В этом случае делается общий электрод большой толщины, который для одной ячейки является отрицательным, а другой положительным.

• DPV. Это модификация с зависимым сосудом подразумевает большую энергетическую плотность при меньших затратах;

• C/DPV. Этот вариант конструкции является гибридом DPV и CPV. Обеспечивает высокую объемную эффективность.