(accumulatori a cadmio-nichel ed a idruri metallici)
Negli accumulatori a cadmio-nichel la materia attiva è formata, per la piastra positiva da idrossido di nichel, per quella negativa da un miscuglio di polveri di ferro e cadmio; l'elettrolito è idrossido di potassio (KOH). Questi accumulatori usano tecnologie diverse secondo il tipo di applicazione.
Per le applicazioni industriali (accumulatori stazionari) o per l'illuminazione di alcuni tipi di vetture ferroviarie o di metropolitane, vengono impiegate piastre positive formate da sottili tubetti di nichel, perforati, contenenti idrossido di nichel. Le piastre negative utilizzano una matrice di nichel sinterizzato. L'energia specifica degli accumulatori di questo tipo può raggiungere i 50 Wh/kg (riferiti alla scarica in 5 h) e la potenza anche i 200 W/kg (riferiti alla scarica in 5 h). La durata di vita ai cicli di scarica profonda, può raggiungere il migliaio di cicli. La maggiore energia specifica degli accumulatori nichel-cadmio rispetto agli accumulatori al piombo li renderebbe interessanti soprattutto per le applicazioni di trazione, se il loro costo non fosse più che triplo.
I piccoli accumulatori portatili, realizzati con struttura ermetica, utilizzano elettrodi avvolti, in cui le materie attive sono contenute in polipropilene sinterizzato, ed offrono buone prestazioni per quanto riguarda il ciclo di vita, relativamente lungo, il buon comportamento a basse temperature e la protezione da perdite dell'elettrolito; essi però presentano anche alcuni aspetti negativi, come la sensibilità al cosiddetto effetto " memoria" (che obbliga l'utilizzatore ad eseguire di tanto in tanto un ciclo di scarica completa e di ricarica).
Inoltre per gli accumulatori al cadmio-nichel ermetici (a bottone, o in elementi cilindrici o a parallelepipedo) vanno rispettate rigorosamente particolari precauzioni di esercizio, le correnti di carica e scarica non devono superare valori prefissati, definiti per ogni tipo costruttivo ecc.).
E infine, al termine della loro vita utile è prescritto dalle Norme Europee un rigoroso sistema di smaltimento e riciclaggio, analogo a quello applicato agli accumulatori al piombo. Infatti il cadmio è bandito dalla legislazione ecologica e potrebbe contaminare gravemente l'ambiente se le batterie esauste, eliminate dalle abitazioni assieme agli altri rifiuti, venissero sottoposte agli usuali processi di incenerimento.
La richiesta, per gli apparecchi portatili, di accumulatori con durata di scarica sempre maggiore e la necessità di evitare l'uso del cadmio per ragioni ecologiche, ha quindi spinto recentemente allo sviluppo industriale di altre soluzioni e in particolare alla produzione di accumulatori nichel-idruri metallici (NiMH).
Gli accumulatori NiMH utilizzano tecnologie analoghe a quelle degli accumulatori a cadmio-nichel: per l'anodo sono usate particolari leghe metalliche che fissano idrogeno nel reticolo cristallino, sotto forma di idruri; il catodo è in idrossido di nichel e l'elettrolito è una soluzione acquosa di idrossido di potassio. Gli elettrodi, avvolti a spirale, sono tenuti separati da un materiale poroso.
Gli accumulatori nichel-idruri metallici sono caratterizzati da una capacità più elevata di circa il 30% e da una durata di vita superiore del 40% a quella degli accumulatori al cadmio- nichel (a parità di massa e di volume). La durata di vita è di 600 cicli di carica/scarica. Gli accumulatori NiMH, con una capacità residua pari all'80% di quella originaria, hanno talvolta una protezione incorporata contro i sovraccarichi.
Per le loro caratteristiche, gli accumulatori Ni-MH hanno avuto finora ampia diffusione nell'ambito della telefonia cellulare e dei computer "notebook", ma potrebbero trovare applicazione anche nei veicoli elettrici, se il loro costo non resterà proibitivo.
I prototipi in prova presso le case automobilistiche presentano energie specifiche dell'ordine dei 60 Wh/kg con potenze e durate di scarica confrontabili con quelle degli accumulatori cadmio-nichel.
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