Nikel-hidrojen pil

Nikel-hidrojen pil (NiH2 veya Ni–H2) Nikel ve hidrojene dayanan şarj edilebilir bir elektrokimyasal güç kaynağıdır. Bir nikel-metal hidrit pilinden (NIMH), 1200 psi (82.7 bar) basınca kadar basınçlı bir hücrede depolanan, gaz halindeki hidrojen kullanılarak farklıdır. Nickel-hidrojen pil, 25 Şubat 1971 tarihinde Alexandr Ilich Kloss ve Boris Ioselevich Tsenter tarafından Amerika Birleşik Devletleri'nde patentlendi.

Elektrolit olarak % 26 potasyum hidroksit (KOH) kullanan NiH2 hücreleri deşarjın % 80'inde (DOD) 15 yıl veya daha uzun bir hizmet ömrü göstermiştir. Enerji yoğunluğu 75 Wh / kg, 60 Wh / dm3, özgül güç 220 W / kilogram, açık devre voltajı 1,55 V, deşarj sırasında ortalama voltaj 1,25 V'dur.

NiH2 şarj edilebilir piller, uydular ve Uzay sondasında elektrik enerjisinin enerji depolaması için cazip hale getiren özelliklere sahiptir. Örneğin, Uluslararası Uzay İstasyonu, Mercury MESSENGER, 2001 Mars Odyssey ve Mars Global Surveyor, nikel-hidrojen pillerle donatılmıştır. Orijinal pilleri Mayıs 2009'da piyasaya sunulduktan 19 yıl sonra değiştirildiğinde, Hubble Uzay Teleskobu, Alçak Dünya yörüngesindeki herhangi bir NiH2 pilin en fazla şarj ve deşarj döngüsü ile yol açtı.

Özellikleri 
Nikel-hidrojen pil, nikel-kadmiyum pilin pozitif nikel elektrodunu ve yakıt hücresinin katalizör ve gaz difüzyon elemanları dahil olmak üzere negatif elektrodu bir araya getirir. Deşarj sırasında, basınç teknesinde bulunan hidrojen, suya oksitlenirken nikel oksihidroksit elektrot nikel hidroksit haline indirgenir. Su, nikel elektrotunda tüketilir ve hidrojen elektrodunda üretilir, bu nedenle potasyum hidroksit elektrolit konsantrasyonu değişmez. Akü deşarj olurken, hidrojen basıncı düşer ve güvenilir bir şarj göstergesi sağlar. Tek bir iletişim uydusu bataryasında, tam şarjlı basınç, tam deşarjda sadece 15 PSI (0.1 MPa) 'ya düşen 500 pound / inç (3.4 MPa) üzerinde idi.

Hücrenin aşırı şarj edilmesi durumunda, nikel elektrodunda üretilen oksijen hücredeki hidrojen ile reaksiyona girer ve su oluşturur; Sonuç olarak, hücreler, üretilen ısı yitirilebildiği sürece aşırı şarja dayanabilirler. Diğer şarj edilebilir pillerle karşılaştırıldığında, nikel hidrojenli pil, uydu uygulamalarında 55-60 watthours / kg'lık iyi spesifik enerji ve çok uzun çevrim ömrü (40 DOD'da 40.000 çevrim) ve çalışma ömrü (> 15 yıl) sağlar. Hücreler aşırı şarj ve yanlışlıkla polarite tersine yaslanabilir ve hücredeki hidrojen basıncı şarj durumunun iyi bir göstergesi olur. Bununla birlikte, hidrojenin gaz hali, hacim verimi nispeten düşüktür (IPV (bireysel basınçlı kap) hücresi için 60-100 Wh / L) ve yüksek basınçlı basınçlı kaplar için gerekli olan yüksek basınç yapar. Pozitif elektrot, nikel hidroksit içeren kuru sinterlenmiş gözenekli bir nikel plakadan oluşur. Negatif hidrojen elektrodu, 7 mg / cm²'lik oldukça yüksek bir yükte teflona bağlı platinyum siyahı katalizörü kullanır, ayırıcı, geçmişte örme zirkonya kumaşı (ZYK-15 Zircar)] asbest kullanılmıştır.

Hubble yedek pilleri, bir bağlayıcı maddenin ve toz haline getirilmiş metalik malzemelerin kalıplandığı ve sıvının kaynaması için ısıtıldığı ıslak bulamaç işlemi ile üretilir.

Kaynakça 

Piller
Hidrojen teknolojileri