Vraag 13

De battolyser is schematisch weergegeven in figuur 1. De battolyser bestaat uit twee ruimtes die gescheiden zijn door een membraan. Het membraan is doorlaatbaar voor hydroxide-ionen. De ruimtes zijn gevuld met een zeer basische oplossing van kaliumhydroxide en bevatten elk een elektrode. Elke ruimte bevat ook een buis waardoor een gas wordt afgevoerd en een buis waardoor water kan worden aangevuld.

Bij het gebruik van de battolyser zijn twee fasen te onderscheiden: de energieopslag en de energielevering.

Energieopslag

Wanneer de batterij wordt opgeladen, wordt energie opgeslagen.

Het proces dat hierbij plaatsvindt, kan met de volgende vergelijking worden weergegeven (reactie 1):

$ $\mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_{2}\,(\mathrm{s})+2 \,\mathrm{Ni}(\mathrm{OH})_{2}\,(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{Fe}\,(\mathrm{s})+2 \,\mathrm{NiO}(\mathrm{OH})\,(\mathrm{s})+2 \,\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\,(\mathrm{l}) $

$\mathrm{NiO}(\mathrm{OH})kan beschouwd worden als opgebouwd uit nikkelionen, oxide-ionen en hydroxide-ionen. In$\mathrm{NiO}(\mathrm{OH})komen twee bindingstypen voor.

Energielevering

Wanneer meer elektrische energie nodig is dan met behulp van zon of wind wordt opgewekt, kan de battolyser deze energie leveren. Tijdens dit proces treden de volgende halfreacties op:

elektrode A:$ \mathrm{Fe}+2 \,\mathrm{OH}^{-} \rightarrow \mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_{2}+2\, \mathrm{e}^{-} $

elektrode B:$ \mathrm{NiO}(\mathrm{OH})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Ni}(\mathrm{OH})_{2}+\mathrm{OH}^{-} $

$\mathrm{B}: \mathrm{NiO}(\mathrm{OH})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{Ni}(\mathrm{OH})_{2}+\mathrm{OH}^{-}

Op de uitwerkbijlage is de battolyser nogmaals schematisch weergeven.

In deze figuur ontbreekt een stroomdraad.