Cos'è una batteria di nichel-zinc?
Una batteria di nichel-zinc è una cella elettrochimica ricaricabile, un dispositivo che converte l'energia chimica immagazzinata direttamente nell'elettricità.L'anodo, o terminale negativo, della batteria è realizzato dallo zinco e dal catodo, o terminale positivo, dal nichel.Il flusso elettronico proviene dall'anodo al catodo attraverso il mezzo di un elettrolita, che fornisce particelle cariche che trasportano la corrente elettrica.Gli elettroliti alcalini non acidi sono in genere utilizzati in una batteria di nichel-zinc.La ricarica inverte la reazione elettrochimica e ricostituisce la struttura chimica originale della cellula.
A volte indicato dalla sua abbreviazione elementare, Nizn, la batteria di nichel-zinc è stata brevettata da Thomas Edison nel 1901. Le capacità di produzione del tempo hanno favorito altri progetti e la batteria Nizn non è stata ampiamente implementata.La densità di energia relativamente elevata, la quantità di energia immagazzinata in un determinato volume e la facile disponibilità delle materie prime delle batterie hanno incoraggiato la ricerca continua.
Nelle prime versioni della batteria di nichel-zinc, l'elettrodo di zinco si è rivelato instabile nel tempo.L'ossido di zinco prodotto dall'anodo formava dendriti o filamenti nella soluzione elettrolita.La formazione di dendrite ha reso la cellula responsabile del corto circuito e di conseguenza ha comportato un numero limitato di cicli di carica/ricarica.L'instabilità ha anche inibito il ripristino completo delle cellule quando si è ricaricata, portando alla deformazione del terminale dell'anodo.Sono state sviluppate soluzioni di elettroliti alcalini che stabilizzano l'elettrodo di zinco che, insieme a un separatore interno polimerico, superano i problemi derivanti dalla formazione di dendrite e dalla deformazione terminale.I progressi nella scienza dei materiali hanno anche consentito la produzione di terminali di zinco e nichel privi di elementi di metalli pesanti.È il risultato una batteria più potente e duratura di quella possibile con la tecnologia precedente.La capacità di ricarica è stata aumentata sia nel numero di cicli che nel ritorno della cella allo stato chimico originale.
Un vantaggio di una batteria di nichel-zinc è la sua capacità di sostituire le batterie primarie o non reagibili in elettronica di consumo.Questi dispositivi in genere richiedono una batteria alcalina primaria da 1,5 V e funzionerebbero bene con la valutazione nominale Nizns 1,65 V ricaricabile.Altri progetti ricaricabili, come le batterie al nichel-cadmium, di solito hanno una tensione nominale di 1,2 V, che potrebbe portare al guasto del dispositivo prima dello scarico completo della batteria.
La batteria del zinc di nichel è vista come un'alternativa ecologica a design più comuni.Il nichel e lo zinco sono entrambi relativamente abbondanti e ciascuno può essere completamente recuperato dal riciclaggio.Mercurio, cadmio, piombo o altri metalli tossici non vengono utilizzati nella sua produzione, né ci sono materiali attivi infiammabili o corrosivi.