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22 Mögliche Zyklen: Bauarten: 300 bis 1000 Zyklen Vorwiegend Knopf- und Rundzellen, aber auch prismatische Zellen und entsprechende Batteriepacks. Hochdruckausführung mit gasförmig gespeichertem Wasserstoff (30 bis 40 bar) für die Reservestromversorgung von Satelliten. Diese Ausführung zeichnet sich insbesondere durch hohe Zyklenzahl (1500 bis 6000 Zyklen) aus. Nachteilig ist die hohe Selbstentladerate von 60% / Monat. Besonderheiten Im Gegensatz zum Ni/Cd-System tritt kaum ein Memory-Effekt auf. Wie beim Ni/Cd-System ist begrenzte Überladung im geschlossenen System möglich. Überschüssiges Elektrodenmaterial in der negativen Elektrode dient als Lade-Entladereserve und verzehrt den gegen Ende der Ladung und bei Überladung entstehende Sauerstoff. Die Temperatur hat erheblichen Einfluss auf Kapazität, Spannungslage und Lebensdauer der Zelle. Vorteile: Hohe spez. Energie, weniger Umwelt belastenden Inhaltsstoffe als NiCd-System, zuverlässig, langlebig, robust, tiefentladefähig, lange Standzeit im entladenen Zustand, auch bei tiefen Temperaturen entladefähig. Hohe Ströme möglich. Nachteile: Höhere Kosten als NiCd-System, höhere Selbstentladungsrate als bei NiCd-System (besonders bei erhöhter Temperatur), geringere Lebensdauer. M 6.2 Metallhydride Sammelbezeichnung für Verbindungen von Metallen mit Wasserstoff; die Verbindungen der Halbmetalle mit Wasserstoff bleiben hier unberücksichtigt. Es gibt stöchiometrische Metallhydride (Beisp.: die Hydride der Alkali- u. Erdalkalimetalle), hochpolymere Metallhydride (diejenigen von Al, Be u. Mg), die sogenannten komplexen Metallhydride (Beisp.: Alanate, Boranate) und die hier interessierenden nichtstöchiometrischen Metallhydride, die im Gegensatz zu den vorerwähnten salzartigen und Hydridionen-haltigen Metallhydride metallartig sind und den Legierungen ähneln. Die nichtstöchiometrischen Metallhydride werden besonders von Übergangsmetallen und intermetallischen Verbindungen gebildet und sind spröde, im Allgemeinen luft- und wasserbeständige Massen. Sie stellen feste Lösungen von Wasserstoff in Metallen dar, in denen H-Atome Zwischengitterplätze besetzen, wodurch das Kristallgitter stark aufgeweitet wird. Ein Raumteil Eisen kann z.B. 19, Gold 46, Platin 50 u. Palladium gar 500–900 Raumteile Wasserstoff aufnehmen, was seine bes. Eignung als Hydrierungs-Katalysator verständlich macht. Bei der H-Einlagerung werden die zunächst an der Metalloberfläche adsorbierten H 2 -Moleküle in H-Atome gespalten, die dann in das Gitter aufgenommen werden. Herstellung: Sie erfolgt im Allgemeinen durch direkte Einwirkung von H 2 auf – möglichst fein verteiltes – Metall unter Druck bei erhöhter Temperatur Die H 2 -Aufnahme ist weitgehend reversibel, d.h. durch Druckverminderung bei gegebener Temperatur (oder Temperatur-Erhöhung bei gegebenem Druck) wird der Wasserstoff wieder abgegeben; die Be- und Entladung sollte beliebig wiederholt werden können. Einige Legierungen wie z.B. LaNi 5 od. CaNi 5 reagieren schon bei Raumtemperatur mit H 2 , ebenso FeTi mit 5% Mn, während reine FeTi-Legierungen zuvor aktiviert werden müssen. Die Metallhydride stellen somit Wasserstoff-Speicher dar, die z.B. in Brennstoffzellen oder in H 2 - getriebenen Kraftfahrzeugen eingesetzt werden können, und in Spraydosen zur Erzeugung des Zerstäubungsdrucks durch Wasserstoff (statt FCKW) geeignet erscheinen. [...] Potentiale 2 H 2 O + 2 e - H 2 + 2 OH - E 0 = - 0,83 V (pH = 14) NiOOH + H 2 O + e - Ni(OH) 2 + OH - E 0 = + 0,49 V (pH = 14) O 2 + 2 H 2 O + 4 e - 4 OH - E 0 = + 0,40 V (pH = 14)
23 Quellen M 6.1: Batterie-Glossar des Fraunhofer ICT http://www.ict.fhg.de/deutsch/scope/ae/nimehysys.html (05.09.2005) M 6.2: CD Römpp Chemie Lexikon – Version 1.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1995
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