Quelle est la quantité d'énergie stockée par unité de volume ou de masse dans une batterie nickel-hydrogène ?
Quelle est la densité d'énergie d'une batterie nickel-hydrogène ?
Batterie nickel-hydrogène
Une batterie nickel-hydrogène (NiH2 ou Ni-H2) est une source d'énergie rechargeable à base de nickel et d'hydrogène. Elle diffère d'une batterie nickel-métal hydrure (NIMH) par l'utilisation d'hydrogène sous forme gazeuse. Les cellules NiH2 utilisant de l'hydroxyde de potassium à 26% comme électrolyte ont une durée de vie de 15 ans ou plus. Alors que la densité d'énergie n'est que d'environ un tiers de celle d'une batterie au lithium, la batterie nickel-hydrogène a une plus longue durée de vie.
La batterie nickel-hydrogène a été brevetée le 25 février 1971 par Alexandr Ilich Kloss et Boris Ioselevich Tsenter aux États-Unis. Le développement de la batterie nickel-hydrogène a débuté en 1970 à Comsat et a été utilisé pour la première fois en 1977 à bord du satellite de navigation américain, NTS-2. Actuellement, les principaux fabricants de batteries nickel-hydrogène sont Eagle-Picher Technologies et Johnson Controls, Inc.
Comprendre le fonctionnement des batteries NiH2
L'électrode positive est constituée d'une plaque de nickel poreux frittée, qui contient de l'hydroxyde de nickel. L'électrode d'hydrogène négative utilise un catalyseur de platine noir lié à du téflon et le séparateur est en tissu de zircone. Pendant la décharge, l'hydrogène contenu dans le récipient sous pression est oxydé en eau, tandis que la cathode d'oxyhydroxyde de nickel est réduite en hydroxyde de nickel. De l'eau est consommée à l'anode et produite à la cathode, de sorte que la concentration de l'électrolyte d'hydroxyde de potassium ne change pas.
Avantages des batteries Nickel-hydrogène
Comparée à d'autres batteries rechargeables, une batterie nickel-hydrogène fournit une énergie spécifique de 55-60 wattheures/kg, 40 000 cycles de charge et une durée de vie utile supérieure à 15 ans.
Applications des batteries NiH2 dans l'espace
Les batteries rechargeables NiH2 possèdent des propriétés qui les rendent intéressantes pour le stockage d'énergie électrique dans les satellites et les sondes spatiales. Par exemple, l'ISS, Mercury Messenger, Mars Odyssey et le Mars Global Surveyor sont équipés de batteries nickel-hydrogène. Le télescope spatial Hubble a, pendant 19 ans, fonctionné avec des batteries NiH2.