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Nickel-Metallhydrid Akkumulator Chemie GK - 12/1 Attendorn, Oktober 2008 Lehrer: Herr Isphording Referenten: Sven Bollinger Niklas Hoffmann Bild 1: Extrem.

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1 Nickel-Metallhydrid Akkumulator Chemie GK - 12/1 Attendorn, Oktober 2008 Lehrer: Herr Isphording Referenten: Sven Bollinger Niklas Hoffmann Bild 1: Extrem flacher NiMh Akku Bild 2: bekannte Form eines NiMh Akkus

2 Inhaltsübersicht Funktionsweise Funktionsweise Metallhydrid Metallhydrid Aufbau Aufbau Elektrochemie Elektrochemie Eigenschaften Eigenschaften Allgemein Allgemein Einschränkungen Einschränkungen Selbstentladung/Batterieträgheitseffekt Selbstentladung/Batterieträgheitseffekt Verwendung Verwendung

3 Funktionsweise: Metallhydrid Verbindung: Metall + Wasserstoff Verbindung: Metall + Wasserstoff H 2 adsorbiert in Metallgitter eingebaut H 2 adsorbiert in Metallgitter eingebaut Oxidationszahl des H -1 statt +1 Oxidationszahl des H -1 statt +1 Gitterstruktur kann, muss nicht verändert werden Gitterstruktur kann, muss nicht verändert werden H eignet sich eins der freien Elektronen an Aufnahmefähigkeit hängt von freien Elektronen ab H eignet sich eins der freien Elektronen an Aufnahmefähigkeit hängt von freien Elektronen ab

4 Funktionsweise: Aufbau Geöffneter Akku mit: 1.Lochfolie mit Metallhydridpulver (negative Elektrode / Anode) 2.Separator mit Elektrolyt (20%ige Kalilauge, pH-Wert: 14) 3.Nickeloxid-Hydrat (positive Elektrode / Kathode) Negative Elektrode > positive Elektrode Bild 3

5 Funktionsweise: Elektrochemie 2 Metall-H + 2 OH 2 Metall + 2 H 2 O + 2 e 2 Metall-H + 2 OH 2 Metall + 2 H 2 O + 2 e 0,83 V 2 NiOOH + 2 H 2 O + 2 e 2 Ni(OH) OH 2 NiOOH + 2 H 2 O + 2 e 2 Ni(OH) OH +0,49 V 2 Metall-H + 2 NiOOH 2 Metall + 2 Ni(OH) 2 Leerlaufspannung: 1,32 V 2 Metall-H + 2 NiOOH 2 Metall + 2 Ni(OH) 2 Leerlaufspannung: 1,32 V

6 Eigenschaften: Allgemein Energiedichte: 80 Wh/Kg Energiedichte: 80 Wh/Kg Nominale Spannung: 1,2 V Nominale Spannung: 1,2 V Kapazitäten: mAh Kapazitäten: mAh Empfindlich gegen Überladung / Überhitzung / falsche Polung / Tiefentladung nicht reperabel Empfindlich gegen Überladung / Überhitzung / falsche Polung / Tiefentladung nicht reperabel

7 Eigenschaften: Einschränkungen Selbstentladung: Selbstentladung: 5-10% am ersten Tag, sonst 0.5-1% 5-10% am ersten Tag, sonst 0.5-1% Temperatur/Kapazität Entladung Temperatur/Kapazität Entladung Mit neuem Separator: Selbstenladung 15% pro Jahr Mit neuem Separator: Selbstenladung 15% pro Jahr Batterieträgheitseffekt: Batterieträgheitseffekt: Abfall der Spannung durch unvollständige Entladung Abfall der Spannung durch unvollständige Entladung Ist vernachlässigbar und reversibel: Nach 5 vollständigen Entlade- und Ladezyklen Ist vernachlässigbar und reversibel: Nach 5 vollständigen Entlade- und Ladezyklen

8 Verwendung Hoher Strombedarf, häufiger Gebrauch: Hoher Strombedarf, häufiger Gebrauch: Lampen, Spielzeuge, Fernsteuerungen, Elektrowerkzeuge, Audio-, Foto-, Videogeräte Lampen, Spielzeuge, Fernsteuerungen, Elektrowerkzeuge, Audio-, Foto-, Videogeräte Notbeleuchtungsanlagen Notbeleuchtungsanlagen Elektroautos, Hybridfahrzeuge Elektroautos, Hybridfahrzeuge Pkw Toyota Prius: NiMhBatterie: 200 V; 6,5 Ah; 33 kW Elektromotor Pkw Toyota Prius: NiMhBatterie: 200 V; 6,5 Ah; 33 kW Elektromotor

9 Quellen Informationen: Informationen: Bilder: Bilder: NiMHaaarp.jpg 3. NiMHaaarp.jpg


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