Никель-железный аккумулятор
Никель - железная батарея (батарея NiFe) представляет собой перезаряжаемую батарею с положительными пластинами из оксида гидроксида никеля (III) и отрицательными пластинами из железа с электролитом из гидроксида калия . Активные материалы удерживаются в никелированных стальных трубах или перфорированных карманах. Это очень надежная батарея, которая устойчива к неправильному обращению (перезарядка, переразряд и короткое замыкание) и может иметь очень долгий срок службы даже при таком обращении. [7]Он часто используется в ситуациях резервного копирования, когда его можно постоянно заряжать и он может работать более 20 лет. Из-за низкой удельной энергии, плохого удержания заряда и высокой стоимости производства другие типы перезаряжаемых батарей вытеснили никель-железные батареи в большинстве приложений. [8]
Во многих железнодорожных транспортных средствах используются батареи NiFe. [9] [10] Некоторыми примерами являются электровозы лондонского метрополитена и вагон метро Нью-Йорка – R62A .
Эта технология снова стала популярной для автономных приложений, где ежедневная зарядка делает ее подходящей технологией . [11] [12] [13]
Никель-железные батареи исследуются для использования в качестве комбинированных батарей и электролиза для производства водорода для автомобилей на топливных элементах и для хранения. Эти «баттолизеры» можно было заряжать и разряжать, как обычные батареи, и при полной зарядке они производили водород. [14] [15] [16]
Способность этих батарей выдерживать частые циклы обусловлена низкой растворимостью реагентов в электролите. Образование металлического железа во время заряда происходит медленно из-за низкой растворимости гидроксида двухвалентного железа . Хотя медленное образование кристаллов железа сохраняет электроды, оно также ограничивает высокую производительность: эти элементы заряжаются медленно и могут только медленно разряжаться. [7] Никель-железные элементы не следует заряжать от источника постоянного напряжения, так как они могут быть повреждены тепловым выходом из строя ; внутреннее напряжение ячейки падает, когда начинается выделение газа, повышая температуру, что увеличивает потребляемый ток и, таким образом, еще больше увеличивает выделение газа и температуру.
Полуэлементная реакция на положительной пластине от черного оксида-гидроксида никеля(III) NiO(OH) до зеленого гидроксида никеля(II) Ni(OH) 2 :
