{"id":78416,"date":"2024-01-14T13:10:01","date_gmt":"2024-01-14T13:10:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/nickel-metallhydrid-batterie-so-funktioniert-sie-reaktion-chemie\/"},"modified":"2024-01-14T16:31:48","modified_gmt":"2024-01-14T16:31:48","slug":"nickel-metallhydrid-batterie-so-funktioniert-sie-reaktion-chemie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/nickel-metallhydrid-batterie-so-funktioniert-sie-reaktion-chemie\/","title":{"rendered":"Nickel-Metallhydrid-Batterie \u2013 So funktioniert sie | Reaktion &#038; Chemie"},"content":{"rendered":"<h2>Die Funktionsweise einer Nickel-Metallhydrid-Batterie (NiMH)<\/h2>\n<p>Die Nickel-Metallhydrid-Batterie (NiMH) stellt eine bedeutende Entwicklung im Bereich der wiederaufladbaren Batterien dar. Kommerziell eingef\u00fchrt im Jahr 1989, wurde sie zun\u00e4chst haupts\u00e4chlich als Energiequelle in tragbaren Personalcomputern genutzt. Heute findet sie vor allem in Hybridfahrzeugen Anwendung und deckt 10% des Marktes f\u00fcr wiederaufladbare Batterien ab.<\/p>\n<h2>Aufbau und chemische Zusammensetzung<\/h2>\n<p>Ein typischer NiMH-Akku besteht aus:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Kathode:<\/strong> eine positive Elektrode aus Nickel(III)-oxidhydroxid<\/li>\n<li><strong>Anode:<\/strong> eine negative Elektrode aus einem Metallhydrid (eine wasserstoffabsorbierende Legierung)<\/li>\n<li><strong>Separator<\/strong><\/li>\n<li><strong>Elektrolyt:<\/strong> ein alkalischer Elektrolyt (Kaliumhydroxid)<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die Anode in einer NiMH-Zelle ist eine intermetallische Verbindung, oft basierend auf AB5-Intermetallen, einer Mischung aus seltenen Erden (wie Lanthan, Cer, Neodym) und \u00dcbergangsmetallen (wie Nickel, Kobalt, Mangan).<\/p>\n<h2>Die chemischen Reaktionen<\/h2>\n<p>W\u00e4hrend der Entladung erfolgt an der Anode die Oxidation von Wasserstoff aus dem Metallhydrid:<\/p>\n<p>\\[ \\text{MH} + \\text{OH}^- \\rightarrow \\text{M} + \\text{H}_2\\text{O} + \\text{e}^- \\]<\/p>\n<p>Die Protonen reagieren mit den Hydroxidionen der KOH-L\u00f6sung, um Wasser zu bilden. Die Kathodenreaktion reduziert Nickel in der Oxidationsstufe +III zu Nickel in der Oxidationsstufe +II:<\/p>\n<p>\\[ \\text{NiO(OH)} + \\text{H}_2\\text{O} + \\text{e}^- \\rightarrow \\text{Ni(OH)}_2 + \\text{OH}^- \\]<\/p>\n<p>Die Gesamtreaktion w\u00e4hrend der Entladung lautet:<\/p>\n<p>\\[ \\text{NiO(OH)} + \\text{MH} \\rightarrow \\text{Ni(OH)}_2 + \\text{M} \\]<\/p>\n<p>Die spezifische Energie einer NiMH-Zelle betr\u00e4gt etwa 80 Wh\/kg, was fast so hoch ist wie bei einer Alkalizelle und mehr als doppelt so hoch wie bei einer NiCd-Batterie.<\/p>\n<h2>Vorteile und Herausforderungen<\/h2>\n<p>Im Vergleich zu NiCd-Batterien bietet NiMH 40% h\u00f6here spezifische Energie, was zu einer etwa doppelt so hohen Kapazit\u00e4t f\u00fchrt. Ein weiterer Vorteil ist das Fehlen von giftigem Cadmium. Zudem sind NiMH-Batterien weniger anf\u00e4llig f\u00fcr den Spannungsabfall und weisen einen geringeren Memory-Effekt auf.<\/p>\n<p>Dennoch sind NiMH-Batterien empfindlich gegen\u00fcber \u00dcberladung, \u00dcberhitzung, falscher Polarit\u00e4t und Tiefentladung.<\/p>\n<h2>Schlussfolgerung<\/h2>\n<p>Die Nickel-Metallhydrid-Batterie ist ein fortschrittlicher, umweltfreundlicher Energiespeicher, der in verschiedenen Anwendungen von tragbaren Ger\u00e4ten bis hin zu Hybridfahrzeugen eingesetzt wird. Ihre hohe Energiedichte, geringe Umweltbelastung und gute Ladeeigenschaften machen sie zu einer attraktiven Option in der modernen Batterietechnologie.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/NiMH-battery-principle-of-operation.png\" alt=\"Nickel Metal Hydride Battery - How it works\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/electric-battery\/nickel-metal-hydride-battery-how-it-works\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Nickel-Metallhydrid-Batterie \u2013 So funktioniert sie. Die Gesamtreaktion beim Entladen ist: NiO(OH) + MH \u2192 Ni(OH)2 + M. 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