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la Nickel Batterie d'hydrogène (NiH2 ou Ni-H2) Il est une batterie rechargeable basée sur électrochimique nickel et 'hydrogène.[1] La différence entre un batterie nickel-hydrure métallique Il est l'utilisation de 'hydrogène dans une cellule sous pression up à 1200 psi (82,7 bar).[2]

la cathode Il est formé à partir d'une plaque frittée en nickel poreux sec[3], qui contient de l'hydroxyde de nickel, l 'électrode négatif hydrogène utilisation de Téflon revêtu avec du noir de platine en tant que catalyseur, le séparateur est une maille d'oxyde de zirconium.[4][5]

Les cellules NiH2 ils utilisent 26% l'hydroxyde de potassium (KOH) comme électrolyte a montré une cycle de vie 15 ans ou plus à 80% profondeur de décharge (DOD).[6] la densité d'énergie est de 75 Wh /kg, 60 Wh / dm3[7] la puissance spécifique est de 220 W / kg.[8] La tension à circuit ouvert Il est 1,55 V, la tension de décharge de 1,25 V,[9] et la tension sous une charge de 1,5 V.

Alors que la densité d'énergie est seulement d'environ un tiers par rapport à Les piles au lithium, les propriétés spécifiques des piles à hydrogène Nickel est leur durabilité: Ces cellules prennent en charge plus de 20 000 cycles de charge[10] efficacité de 85%.

batteries NiH2 rechargeable Ils possèdent d'excellentes propriétés qui les rendent intéressantes pour le stockage de l'énergie électrique dans la satellites et les sondes spatiales.[11] Par exemple, le 'ISS,[12] Mars Odyssey[13] et Mars Global Surveyor[14] Ils sont équipés de batteries à hydrogène de nickel. L 'Hubble Space Telescope, Lorsque les batteries d'origine ont été remplacés en mai 2009, plus de 19 ans après son lancement, il a apporté le plus grand nombre de cycles de charge / décharge de chaque batterie NiH2 en orbite basse.[15]

histoire

Le développement des batteries nickel-hydrogène a commencé en 1970 à Comsat[16] et ils ont été utilisés pour la première fois en 1977 à bord dell'U.S. La technologie de navigation de la marine du satellite-2 (NTS-2).[17]

conception

Réservoir sous pression individuelle

Le réservoir sous pression individuel (VPI) est constitué d'une seule unité de cellules NIH2 dans un réservoir sous pression.[18]

réservoir sous pression commun

Le réservoir sous pression commun (CPV) se compose de deux cellules NIH2 en série dans un réservoir commun. Le CPV possède une énergie spécifique légèrement supérieure à la IPV.

une cuve sous pression

Le réservoir sous pression unique (SPV) combine de plus de 22 cellules en série dans un seul réservoir sous pression.

bipolaire

la conception bipolaire est basée sur une mince électrode, positif à négatif dos contre empilés avant un SPV.[19]

dépendant de la pression de pulvérisation

Le réservoir sous pression dépendant (DPV) fournit une énergie spécifique élevée à faible coût.[20]

Pression de pulvérisation Municipalité / Employé

La ville / employé réservoir sous pression (C / DPV) est un hybride entre les cellules CPV et DPV avec un rendement volumétrique élevé.[21]

notes

  1. ^ Un modèle basé sur la physique simplifiée de batterie nickel-hydrogène
  2. ^ pratiques de manipulation et de stockage de la batterie de l'engin spatial au nickel-hydrogène
  3. ^ Comparaison des performances entre NiH2 fritter sèche et les cellules d'électrodes suspension
  4. ^ Yttria fibre Stabilisé zircons - Produits en fibre de céramique pour une utilisation dans des environnements corrosifs de Zir
  5. ^ Les piles au nickel-hydrogène
  6. ^ électrolyte d'hydroxyde de potassium pour des missions de longue durée géosynchrone nickel-hydrogène
  7. ^ Spacecraft Power Systems pag.8
  8. ^ NASA / CR-2001-210563 / PART2 -Pag.10 Classé 19 décembre 2008 sur l'Internet Archive.
  9. ^ Optimisation des sous-systèmes d'alimentation électrique de l'engin spatial -Pag.40
  10. ^ mise à jour de cinq ans: Enquête sur l'industrie du nickel hydrogène
  11. ^ Ni-H2 Caractérisation des cellules pour les programmes INTELSAT
  12. ^ Validation de la Station spatiale internationale modèle de performance électrique télémétrie viaon orbite Classé 18 février 2009 sur l'Internet Archive.
  13. ^ Une grande fiabilité légère unique système d'alimentation de la batterie pour les engins spatiaux interplanétaires
  14. ^ Mars Global Surveyor Classé 10 août 2009 dans Internet Archive.
  15. ^ NiH2 l'impact de la fiabilité lors du remplacement de la batterie de Hubble Space Telescope
  16. ^ Batterie nickel-hydrogène Technologie-développement et de statut Classé 18 mars 2009 sur l'Internet Archive.
  17. ^ NTS-2-hydrogène batterie nickel performance 31
  18. ^ Batteries Un nickel-hydrogène Vue d'ensemble
  19. ^ Développement d'une grande échelle NiH bipolaire2 batterie.
  20. ^ 1995- navire en pression dépendant (DPV)
  21. ^ Commun / dépendant de la pression Batteries-navire nickel-hydrogène

Articles connexes

liens externes

lectures à l'extérieur

  • Albert H. Zimmerman (ed), Les batteries au nickel-hydrogène Principes et pratique, Aerospace Press, El Segundo, Californie

ISBN 1-884989-20-9