Nikkelimetallihydridiakku

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

Sähkökemia

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, kobolttia (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.

Historia ja ominaisuudet

Ensimmäiset kuluttajakäyttöön tarkoitetut nikkelimetallihydridiakut tulivat markkinoille vuonna 1989. Vuonna 2008 maailmassa oli jo yli kaksi miljoonaa nikkelimetallihydridiakun sisältävää hybridiautoa.  Nikkelimetallihydridiakun tyypillinen energia painokiloa kohti vaihtelee 270–360 kJ/kg välillä riippuen akun koosta. Tämä on huomattavasti enemmän kuin nikkelikadmiumakuilla (144–216 kJ/kg) ja on melko lähellä litiumioniakkujen vastaavaa arvoa (360–575 kJ/kg). Myös nikkelimetallihydridiakkujen tilavuudellinen energiatiheys on huomattavasti suurempi, kuin nikkelikadmiumakuissa, ja lähes yhtä hyvä kuin litiumioniakuissa. Suurin käyttökohde nikkelimetallihydridiakuille ovat pienet, uudelleenladattavat akut, jotka olivat ennen nikkelikadmiumakkuja. Nikkelimetallihydridiakut ovat erittäin yleisiä uudelleen ladattavissa AA-paristoissa. Nikkelimetallihydridiakkujen isoin heikkous on niiden itsepurkautuminen, joka on voimakasta. Tyypillinen nikkelimetallihydridiakku menettää 4 prosenttia sen varauksesta päivässä, kun sitä ei käytetä. Tätä varten vuonna 2005 akusta kehitettiin uusi versio, joka purkautuu huomattavasti hitaammin. Esimerkiksi saksalainen Fischer Amps -akkuvalmistaja ilmoittaa itsepurkautumisen olevan 15 prosentin luokkaa per kuukausi.

Öljy-yhtiöt ja NiMH-akut

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.  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.