Thomas Scherer

Zweedse onderzoekers verveelvoudigen de levensduur van NiMH-accu’s

26 december 2018, 14:58
Prof. Dag Noreus en Dr. Yang Shen. Afbeelding: Niklas Björling / Stockholm University.
Prof. Dag Noreus en Dr. Yang Shen. Afbeelding: Niklas Björling / Stockholm University.
Onderzoekers van de universiteit van Stockholm hebben een methode ontwikkeld voor het verveelvoudigen van de levensduur van nikkel-metaalhydride-accu’s. Deze accu’s zijn geschikt voor veel meer laadcycli dan normale NiMH-typen, zonder aan capaciteit te verliezen. Door die enorme levensduur worden nieuwe toepassingsgebieden mogelijk. Bovendien kunnen NiMH-accu’s bijzonder gemakkelijk worden hergebruikt.

De meeste accu’s werken met lood, NiCd of verschillende varianten van lithium. NiMH-accu’s zijn, dankzij hun vochtige elektrolyten, zowel minder schadelijk voor het milieu als veiliger. De NiMH-accu is oorspronkelijk ontwikkeld uit de NiH2-accu (nikkel-waterstof). NiH2-accu’s hebben een grotere levensduur dan andere accutypen. Daarom worden ze onder meer ingezet in satellieten in het heelal waar de accu’s decennia lang moeten werken, zoals bijvoorbeeld bij de ruimtetelescoop Hubble. Helaas zijn zulke accu’s erg groot, omdat de waterstof in gastanks moet worden opgeslagen. NiMH-accu’s zijn veel compacter, omdat de waterstof in een metaallegering of metaalhydride wordt opgeslagen met een dichtheid, die vergelijkbaar is met die van vloeibaar waterstof. Helaas wordt daardoor wel de levensduur gereduceerd. Onderzoekers van de universiteit van Stockholm hebben nu een aanpassing ontwikkeld, waarmee NiMH-accu’s dezelfde lange levensduur kunnen halen als de grote NiH2-accu’s. De aanleiding voor de nieuwe technologie was een nieuwe NiMH-accu van de firma Nilar AB in Gävle.

In een NiMH-accu is de waterstof gebonden in een metaallegering. Dat werkt goed, maar de batterij veroudert, omdat hij uitdroogt als de legering langzaam corrodeert en het op water gebaseerde elektrolyt wordt verbruikt. De corrosie verstoort ook het inwendige evenwicht tussen de elektroden. Het onderzoeksteam heeft nu ontdekt, dat ze het verouderingsproces bijna volledig kunnen stopzetten door zuurstof toe te voegen. Die herstelt het verloren gegane evenwicht tussen de elektroden en vervangt het verloren elektrolyt. Dat gaat bij de accu’s van Nilar zonder problemen, omdat alle cellen zich in dezelfde gasdichte ruimte bevinden. Met de juiste verhouding tussen zuurstof en waterstof wordt een levensduur bereikt, die die van alle tot nu toe gebruikelijke accutypen overtreft.

Dankzij het enorme mogelijke aantal laadcycli kan dit type accu heel goed dienen als energiebuffer voor elektriciteitsnetwerken, wat essentieel is voor het effectief en grootschalig inzetten van wind- en zonne-energie. Op dit moment lijkt Zweden dus voorop te lopen op het gebied van NiMH-accu’s. De onlangs gepubliceerde dissertatie van Dr. Yang Sen gaat over "Development of metal hydride surface structures for high power NiMH batteries—extended cycle-life and lead to more effective recycling methods ” (volledige tekst als PDF).
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items