KAKO DELUJE

V baterijah potekajo kemične reakcije, pri katerih se sproščajo elektroni, ki so osnova za električni tok. Tako kot vse druge je tudi NiMH-baterija sestavljena iz štirih delov: dveh elektrod (anoda in katoda), ločilca (separator) in elektrolita. Razlika med navadnimi in akumulatorskimi baterijami je v tem, da lahko pri slednjih kemična reakcija poteka tudi v nasprotni smeri. Tok na elektrodah baterije povzroči, da reakcija steče v drugi smeri, in tako baterijo ponovno napolnimo.

Še malce kemije – oglejmo si kemični enačbi.
Na negativni elektrodi (anodi) poteka naslednja reakcija. Črka M ne pomeni kemičnega elementa temveč je zgolj oznaka z kovino (Metal), ki jo uporabijo pri izdelavi elektrode.

H2O + M + e- < = > OH- + MH

Na pozitivni elektrodi pa poteka reakcija, katerega rezultat je nikljev oksihidroksid (NiOOH).

Ni(OH)2 + OH- < = > NiO(OH) + H2O + e-

Ko baterija »proizvaja« električni tok, reakciji potekata iz desne na levo. Elektroni iz negativne elektrode, kjer se sproščajo, prehajajo prek elektrolita na pozitivno elektrodo. Reakcija v nasprotni smeri, torej v desno, pa se dogaja, ko baterijo polnimo. Oziroma, elektroni se iz pozitivne »vračajo« na negativno elektrodo. Nikelj ne oksidira, vodikovi atomi pa reagirajo z elektrolitom. Elektroni na negativni elektrodi povzročijo reakcijo redukcije, elektroda iz elektrolita absorbira vodikove atome. Polnjene je končano, ko večina vodika preide na drugo stran.

ZAKAJ BATERIJA »PUŠČA«

Kot je razvidno iz slike, do kemičnih reakcij, ki so »krive« puščanja, prihaja na strani pozitivne elektrode. Razlogi pa so različni. Negativna elektroda NiMH-baterije je iz snovi, imenovane AB5, v kateri so tudi kobalt in mangan in še nekateri drugi elementi, ki so topljivi v alkalnem elektrolitu. Elementi prehajajo iz elektrode v elektrolit in se »uzdajo« na neprevodni »ločilec«, ki loči obe elektrodi. Zaradi tega pride do pospešitve stopnje redukcije snovi na pozitivni elektrodi. Pri napetosti baterije, višji od 1,23 V (elektrolitski potencial vode) pride do reakcije oksidacije, ki je odgovorna za razkroj snovi, iz katere je pozitivna elektroda (NiOOH). Tretji razlog pa so nečistoče, predvsem spojine dušika oziroma dušikovi ioni, ki se gibljejo med elektrodama in so odgovorni za kemične reakcije, ki spet povzročajo redukcijo na strani pozitivne elektrode.

To je za nepoznavalce podrobnejšega delovanja akumulatorskih baterij in vseh kemičnih reakcij, ki v njej potekajo in so vzrok za to, da baterija proizvaja energijo, dokaj nerazumljivo. Bistvo pa je jasno: poleg reakcij, ki so dobrodošle, v bateriji potekajo tudi kemične reakcije, ki si jih ne želimo in so neposredno odgovorne za bolj oziroma manj hitro zmanjševanje v njih shranjenega električnega naboja. Vzrok za te reakcije pa je v materialih, iz katerih so baterije narejene. Pot do manjšega puščanja je torej v novih materialih.

OMILITEV TEŽAVE

Ko veš, kje je težava, jo poskušaš omiliti. Najprej z zamenjavo snovi, iz katere je negativna elektroda. Ta je iz »superrešetkaste« snovi brez oziroma z minimalno prisotnostjo prej omenjenih elementov, ki so se nalagali na »ločilcu«. Ker sta kobalt in mangan kovini, njuna prisotnost na ločilcu pomeni, da ta del baterije, ki bi moral biti neprevoden, postane bolj prevoden. Mimogrede, snov iz katere so elektrode, je rešetkasta zato, da je tako površina elektrode večja, kar neposredno vpliva na zmogljivost baterije. Prednost novega materiala je tudi nižja notranja upornost, ki dopušča višji izhodni tok. Izboljšana je tudi snov, iz katere je pozitivna elektroda, tako da so dodali elemente, ki zmanjšujejo nastanek neželenih kemičnih reakcij. Predvsem neželene oksidacije in s tem prehitrega »naravnega razkroja« elektrode oziroma na njej prisotnih spojin, ki so nosilci shranjenega električnega naboja. Težavo, povezano s prehajanjem dušikovih ionov oziroma nečistoč, ki so posledice izdelave baterije, pa je omilil nov ločilec, ki te ione zadrži.

REŠITEV ŽE NA NAŠIH POLICAH

Baterija z nizko stopnjo samopraznjenja je bila predstavljena konec leta 2005, od letošnjega marca pa je na voljo tudi v nekaterih naših trgovinah. Že prej je bilo znano, da so jo v tujini na veliko kupovali fotografi, predvsem za njihove bliskavice, čeprav je primerna tudi za kaj drugega. Po podatkih proizvajalca, podjetja Sanyo, baterija eneloop po enem letu pri temperaturi hranjenja 20 °C zadrži med 70 in 85 % električnega naboja. Zato je tudi edina akumulatorska baterija pri nas, ki je že napolnjena in takoj pripravljena za uporabo. Tako se izognemo pogosto zamudnemu polnjenju baterij po nakupu. Ker gre v osnovi za NiMH-baterijo, jo je moč napolniti v vsakem polnilniku za ta tip akumulatorskih baterij.