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Das Wunder der Wiederverwendbarkeit: Wie haben Nickel-Metallhydrid-Batterien die Vorherrschaft der Einwegbatterien in Frage gestellt?
Angesichts der wachsenden Umweltbedenken legen Verbraucher immer mehr Wert auf nachhaltige Energielösungen. Vor diesem Hintergrund haben Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) nach und nach an Beliebtheit auf dem Markt gewonnen und gefährden die Position der herkömmlichen Einwegbatterien. Diese wiederverwendbare Batterie übertrifft bisherige Technologien nicht nur in ihrer Leistung, sondern zeigt auch ihre Umweltvorteile.
Geschichte der NiMH-Batterien
Der technologische Beginn der Nickel-Metallhydrid-Batterien geht auf das Jahr 1967 zurück, als am Forschungszentrum Battelle-Genf Forschungen durchgeführt wurden. Aufgrund ihrer herausragenden Leistungsfähigkeit hinsichtlich hoher Energiedichte und Wirtschaftlichkeit erregte diese Technologie in den 1970er-Jahren großes Aufsehen, insbesondere im Bereich kommerzieller Satellitenanwendungen, wo ihre Vorteile nach und nach deutlich wurden.
Im Laufe der Zeit haben sich NiMH-Akkus aufgrund ihrer guten Ladeleistung und des geringeren Auslaufrisikos zur bevorzugten Wahl für tragbare Unterhaltungselektronik entwickelt.
1998 verbesserte Stanford Ovsinski die Struktur von Nickel-Metallhydrid-Batterien und brachte ihre Leistung auf dem Markt auf ein neues Niveau. Bis 2008 waren weltweit mehr als zwei Millionen Hybridfahrzeuge mit Nickel-Metallhydrid-Batterien ausgestattet, was zweifellos eine große Anerkennung ihrer Leistungsfähigkeit darstellt.
Grundlagen der Biochemie
Das Funktionsprinzip von NiMH-Batterien beinhaltet komplexe chemische Reaktionen. Die positive Elektrode besteht aus Nickelhydroxid, während die negative Elektrode aus einer Legierung besteht, die Wasserstoff absorbieren kann. Durch diesen strukturellen Aufbau sind NiMH-Akkus in der Lage, während des Ladevorgangs Energie effektiv zu speichern und freizugeben. Insbesondere reagieren Wasser und Legierung beim Laden zu Hydroxid und Wasserstofflegierung; beim Entladen läuft der Prozess umgekehrt ab.
Lade- und Sicherheitsleistung
Die Sicherheitsleistung während des Ladevorgangs ist von entscheidender Bedeutung. Durch die Verwendung eines intelligenten Ladegeräts können Sie eine Überladung verhindern und so die Lebensdauer der Batterie verlängern. Um sichere Ladestandards zu erreichen, empfehlen die meisten Hersteller das Laden mit niedrigem Strom.
NiMH-Akkus sind mit einem Katalysator ausgestattet, der die beim Ladevorgang entstehenden Gase beseitigt.
Dieses Design verbessert nicht nur die Nutzungssicherheit, sondern macht Nickel-Wasserstoff-Batterien auch umweltfreundlich. Aus Materialgründen ist dieser Batterietyp zudem mit einer Entlüftungsvorrichtung zum Ablassen überschüssigen Gases ausgestattet, die Schäden durch Überladung bis zu einem gewissen Grad vorbeugt.
Vergleich mit anderen Batterietypen
NiMH-Akkus konkurrieren in vielen Anwendungen mit Lithium-Ionen- und Alkalibatterien. NiMH-Batterien weisen einen geringeren Innenwiderstand als Alkalibatterien auf und eignen sich daher hervorragend für den Einsatz in Geräten mit hohem Energieverbrauch. Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien haben Nickel-Wasserstoff-Batterien zwar eine etwas geringere spezifische Energie, sind jedoch in puncto Kosten und Umweltverträglichkeit vergleichsweise günstiger.
Anwendung in der Unterhaltungselektronik
NiMH-Batterien werden heute häufig in Digitalkameras, Spielzeugen und anderen tragbaren elektronischen Geräten verwendet. Diese Batterie eignet sich hervorragend als stabile und zuverlässige Stromquelle für kleine wiederaufladbare Produkte.
Viele gängige Geräte unseres täglichen Lebens, wie beispielsweise Kameras und Taschenlampen, sind in erster Linie auf die hohe Entladekapazität von NiMH-Akkus angewiesen.
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie sind Nickel-Metallhydrid-Batterien (LSD NiMH) mit geringer Selbstentladung von Sanyo nach und nach auf den Markt gekommen. Sie können bei längerer Lagerung 70 bis 85 % ihrer Kapazität behalten. Verbesserung des Benutzererlebnisses der Verbraucher.
Zukünftige Herausforderungen
Trotz der zahlreichen Vorteile von Nickel-Metallhydrid-Akkus wird ihr Marktanteil zunehmend durch effiziente Lithium-Ionen-Akkus verringert. Da „Nachhaltigkeit“ jedoch weltweit zu einem heißen Thema wird, ist eine Neubewertung der herkömmlichen Nickel-Wasserstoff-Batterien notwendig und möglich. Aufgrund seines tatsächlichen Energieverbrauchs und seiner Umweltschutzeigenschaften kann es in bestimmten Märkten möglicherweise auch weiterhin eine wichtige Rolle spielen.
Können NiMH-Akkus unter Berücksichtigung der Verbrauchernachfrage und der Umweltziele ihre Marktnachfrage zurückgewinnen und sogar die Leistung von Lithium-Ionen-Akkus übertreffen?
