Een nieuwe generatie metaalhydriden kan de opslagcapaciteit van NiMH-batterijen sterk vergroten. In dit project is via een synthese van experimenteel werk en wiskundige modellen onderzocht hoe deze nieuwe opslagmedia zich in de praktijk gedroegen.
Aanleiding: ontwikkeling magnesium-scandium- en magnesium-titaniumverbindingen
Metaalhydriden (MH) worden onder meer toegepast in brandstofcellen en in nikkel-metaalhydride-batterijen (NiMH-batterijen). Ze staan garant voor een hoge energiedichtheid. In het 'Portable Energy'-laboratorium van Philips zijn magnesium-scandium- en magnesium-titaniumverbindingen ontwikkeld die een nog veel grotere opslagcapaciteit bieden dan de huidige materialen.
Er bestaat echter altijd een spanningsveld tussen de theoretische mogelijkheden van een uitvinding en de praktische toepasbaarheid ervan. Genoemde nieuwe materialen vertonen bijvoorbeeld een relatief lage werkdruk en een iets lager voltage dan bestaande verbindingen. Daarom is het van essentieel belang een gedetailleerd onderzoek uit te voeren naar de feitelijke gebruiksmogelijkheden van deze nieuwe verbindingen in toekomstige generaties NiMH-batterijen.
De lagere werkdruk is een nadeel voor de toepassing in brandstofcellen, maar wellicht zelfs een voordeel voor het gebruik in NiMH-batterijen: het metalen omhulsel kan minder sterk worden uitgevoerd of worden vervangen door een lichtgewicht plastic behuizing. Ook het lagere voltage (ongeveer 1 V in plaats van de gebruikelijke 1,2 V) kan in sommige gevallen voordelig zijn: veel moderne draagbare elektronica heeft voldoende aan een zeer laag spanningniveau.
Project: informatie over NiMH-batterijen
Dit project was erop gericht accurate informatie te verkrijgen over de energiedichtheid, en over de thermodynamische en kinetische karakteristieken van de beschreven opslagmedia. Daarnaast was er ook aandacht voor veiligheidsaspecten, zoals zuurstof- en waterstofgeneratie als gevolg van een te hoge of te lage lading.
Wiskundig model voor berekening oplaadbare batterijen
In het kader van het project is een nieuw – en universeel toepasbaar – wiskundig model opgezet om de volumetrische en gravimetrische energiedichtheid van oplaadbare batterijen te berekenen. Daarnaast is de toepassing van magnesium-scandiumverbindingen als elektrodemateriaal onderzocht door een vergelijking te maken met een standaard-NiMH-batterij (1.100 mAh) en een moderne Philips-NiMH-batterij (2.600 mAh).
Resultaat: verhoging van energiedichtheid met 67 procent
De toepassing van magnesium-scandiumverbindingen blieek de energiedichtheid tot 67% te verhogen. Hiermee is de capaciteit van een AA-batterij ruim 3.250 mAh, veel hoger dan de capaciteit van bestaande NiMH-batterijen en vergelijkbaar met die van een moderne Li-batterij.
| Titel | New hydride-forming materials: challenges towards a new generation of high energy density Nickel-MetalHyde batteries |
| Penvoerder | Technical University of Eindhoven |
| Contactpersoon | Dhr. A. Ledovskikh |
| Adres | Den Dolech 5600 MB Eindhoven |
| Telefoonnummer | 040-247-2369 / 06-413-700-63 |
| a.v.ledovskikh@tue.nl | |
| Website | - |
| Partners | - |
| Looptijd | 1/3/2006 - 1/3/2007 |
| EOS-regeling | Nieuw Energie Onderzoek |
| Projectnummer | NEO0400007374 |
Geplaatst op:
04-09-2012
|
Gewijzigd op:
21-01-2013