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Sekundärelemente

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Sekundärelemente

Im Gegensatz zum galvanischen Primärelement sind galvanische Sekundärelemente wiederaufladbare Speicher. Sie speichern elektrische Energie in Form von chemischer Energie. Eingesetzt werden Sekundärelemente in Handys, Elektro- und Hybridautos, Laptops und allen anderen Elektrogeräten, die ohne Stromkabel funktionieren, aber dennoch aufgeladen werden können. In der Alltagssprache werden galvanischen Sekundärelemente auch als Akkus bezeichnet.

Galvanische Sekundärelemente

Ein galvanisches Element besteht aus einer positiven und negativen Elektrode sowie einem Elektrolyt. Dabei wird zwischen

  • Primärelement (Batterien),
  • Sekundärelement (Akku) sowie
  • Tertiärelement (Brennstoffzellen)

unterschieden. Wird ein galvanisches Element an einen Stromkreis geschlossen, gibt es eine Spannung, und zwar so lange, bis seine Ladung verbraucht ist. Das galvanische Sekundärelement kann durch Anlegen einer externen Spannung wieder aufgeladen werden.

Sekundärelemente – Erklärung der Funktionsweise

Zwischen den Elektroden des galvanischen Sekundärelements befindet sich der Elektrolyt. Beide Elektroden haben ein spezifisches elektrochemisches Potential. Während einer Reaktion reagiert eine Elektrode des Akkus, indem sie Elektronen abgibt. Diese Elektrode wird also oxidiert. Die andere Elektrode des Akkus nimmt Elektronen auf und wird daher reduziert. Das Funktionsprinzip von galvanischen Elementen basiert demnach auf einer Redoxreaktion, welche räumlich getrennt ist. Wenn beide Elektroden über einen elektrischen Leiter verbunden sind, fließen die Elektronen zwischen den Elektroden aufgrund des Potentialgradienten zwischen ihnen.

Das Daniell-Element

Ein historisches Beispiel einer galvanischen Zelle ist das Daniell-Element. Dieses besteht aus einer Zinkhalbzelle und einer Kupferhalbzelle. In der Zinkhalbzelle ist ein Zink-Stab in eine Zinksulfatlösung als Elektrolyt eingetaucht. In der Kupferhalbzelle ist ein Kupfer-Stab in eine Kupfersulfatlösung eingetaucht. Zink hat ein negatives Redoxpotential, während Kupfer ein positives Redoxpotential hat. Auf dieser Funktionsweise basieren galvanische Primär- und Sekundärelemente, wobei bei Sekundärelementen die Redoxreaktion umkehrbar ist. Das Daniell-Element ist ein Primärelement, ermöglicht jedoch anschaulich die Erklärung der ablaufenden Redoxreaktionen.

Das Redoxpotential oder Reduktions- und Oxidationspotential beschreibt, wie stark ein Redoxsystem reduziert oder oxidiert. Dabei gibt das Material mit der negativeren Redoxpotential Elektronen ab, denn es hat eine stärkere Reduktionskraft. Das Redoxpotential wird ermittelt, indem man die Spannung zwischen dem Element und einer Wasserstoffelektrode, welche ein Redoxpotential von 0 V hat, misst.

Die Redoxreaktion

Das Zink wird in der Zinksulfatlösung zu Zinkionen oxidiert und geht in die Lösung, während zwei Elektronen im Zinkstab verbleiben. Daher wird dieser Stab negativ geladen und ist der Minuspol des Daniell-Elements. Am Kupferstab werden Kupferionen reduziert und setzen sich als Kupfer am Kupferstab ab. Damit die Kupferionen zu Kupfer werden können, müssen die Elektronen vom Zinkstab zum Kupferstab herüberwandern. Der Kupferstab ist somit der Pluspol des Daniell-Elements. Die Elektronen fließen über den elektrischen Leiter vom Zinkstab zum Kupferstab, weil Elektronen immer vom negativeren Redoxpotential zum positiveren Redoxpotential fließen.

Sekundärelement Daniell-Element StudySmarter

Abbildung 1: Das Daniell-Element

Vorgänge im Elektrolyt

Da in der Zinkhalbzelle immer mehr positive Zinkionen vom Zinkstab in Lösung gehen, hat diese Zelle einen positiven Ladungsüberschuss. In der Kupferhalbzelle scheiden immer mehr Kupferatome aus. Dadurch wird die positive Ladung in dieser Zelle weniger und ein negativer Ladungsüberschuss entsteht. Das liegt daran, dass im Verhältnis mehr Sulfationen vorliegen. Diese Ladungsüberschüsse müssen ausgeglichen werden, damit der Strom erst fließen kann. Das wird durch die mikroporöse Membran oder eine Salzbrücke ermöglicht. Denn so fließen positive Zinkionen in die Kupferhalbzelle, während die negativen Sulfationen in die Zinkhalbzelle fließen. So ist der Stromkreis geschlossen.

Sekundärelemente – Vor- und Nachteile

VorteileNachteile
  • Galvanische Sekundärelemente sind wiederaufladbar
  • galvanische Sekundärelemente haben eine hohe Leistungsdichte
  • Gute Leistung bei tiefen Temperaturen
  • Sekundärelemente haben eine niedrigere Energiedichte
  • manche Sekundärelemente haben schlechtere Ladeerhaltung (Selbstentladung möglich)
  • Sicherheitsaspekte (manche galvanischen Sekundärelemente sind eine Brand- und Explosionsgefahr)

Sekundärelemente – Akkumulatortypen

Je nachdem, welche Materialien für die Elektroden oder den Elektrolyten verwendet werden, unterscheidet man zwischen Akkumulatortypen.

Sekundärelement – Bleiakkumulator (Pb)

Der Blei-Säure-Akku wurde 1859 von Planté entwickelt und kommt unter anderem bei Autos zum Einsatz. Die negative Elektrode besteht bei einem Akku aus Blei, während die positive Elektrode dieses Akkus aus Blei(IV)-Oxid besteht. Der Elektrolyt ist Schwefelsäure. Beim Entladen des Akkus wird das Bleioxid zu Bleisulfat reduziert, während die Bleielektrode zu Bleisulfat oxidiert wird. Beim Aufladen des Akkus wird die positive Elektrode zu Bleioxid oxidiert, während die negative Elektrode zu Blei reduziert wird. Damit ergibt sich für dieses galvanische Sekundärelement folgende Gesamtreaktion:

Sekundärelemente Bleiakkumulator Reaktionsgleichung StudySmarter

Vorteile des AkkusNachteile des Akkus
  • Kostengünstig
  • gute Leistung bei hohen und niedrigen Temperaturen
  • hohe Zellspannung (ca. 2 V)
  • kein Batterieträgheitseffekt
  • recyclebar
  • geringe Lebensdauer
  • geringe Energiedichte
  • schlechte Ladungsspeicherung; Selbstentladung
  • schlechte Lagerfähigkeit
  • Blei ist giftig und umweltschädlich

Zellen mit einer hohen Zellspannung ermöglichen es, dass weniger Zellen sowie weniger Zellverbindungen nötig sind, um eine Hochspannungsbatterie herstellen zu können. Dabei ist diese Spannung die Energie, die nötig ist, um einen Ladungsträger in einem elektrischen Feld zu bewegen. 2 V Spannung sagt aus, dass man 2 Joule Energie aufwendet, um 1 Coulomb an Ladungsträgern zu bewegen. Je höher die Spannung, desto mehr Ladung kann bewegt werden.

Dabei gibt ein Coulomb die Anzahl der Ladungsträger, die pro Sekunde durch einen Leiterquerschnitt bei einer Stromstärke von einem Ampere fließen. Ein Coulomb entspricht also einer Amperesekunde (As). Ein Ampere sind dabei etwa 6,2 Trillionen Elektronen pro Sekunde. Also sind ein Coulomb 6,2 Trillionen Elektronen.

Nickel-Cadmium-Akku (NiCd) als Sekundärelement

Der NiCd-Akku wurde 1899 von Waldemar Jungner entwickelt. Die positive Elektrode dieses Akkus besteht aus Nickel(III)-oxid-hydroxid (NiO(OH)) und die negative Elektrode aus Cadmium. Als Elektrolyt wird bei diesem Akku Kaliumhydroxid verwendet. Beim Entladen wird Cadmium oxidiert, während Nickeloxidhydroxid reduziert wird. Beim Aufladen des Akkus wird die Redoxreaktion umgekehrt. So wird Cadmium reduziert und Nickelhydroxid zu Nickeloxidhydroxid oxidiert. Damit ergibt sich für dieses galvanische Sekundärelement folgende Gesamtreaktion:

Sekundärelemente Reaktionsgleichung StudySmarter

Vorteile des AkkusNachteile des Akkus
  • gute Lebensdauer
  • hohe Beständigkeit
  • hohe Leistung auch bei tiefen Temperaturen (bis -40 °C)
  • kostengünstig
  • Selbstentladung
  • Batterieträgheitseffekt
  • giftiges und umweltschädliches Cadmium

Nickel-Metallhydrid-Akku (NiMH)

Zwischen 1962 und 1982 wurden marktreife NiMH-Akkus von Stanford Ovshinsky und Masahiko Oshitani entwickelt. Die positive Elektrode bei diesem Akku besteht aus Nickeloxidhydroxid und die negative Elektrode aus Metallhydrid. Als Elektrolyt wird Kaliumhydroxid verwendet. Beim Entladen des Akkus wird Nickeloxidhydroxid zu Nickelhydroxid reduziert, während das Metallhydrid zum Metall oxidiert. Beim Aufladen des Akkus läuft die Redoxreaktion umgekehrt ab: Die Nickelhydroxidelektrode wird oxidiert, während das Metall zu Metallhydrid reduziert wird. Damit ergibt sich für dieses galvanische Sekundärelement folgende Gesamtreaktion:

Sekundärelemente Reaktionsgleichung StudySmarter

Vorteile des AkkusNachteile des Akkus
  • hohe Energiedichte
  • gute Beständigkeit
  • sehr temperaturbeständig
  • umweltfreundlicher als NiCd, Pb
  • Selbstendladungsrate hoch
  • Batterieträgheitseffekt
  • niedriger Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel der zugeführten Energie die Batterie oder der Akku wieder abgeben kann.

Lithium-Ionen-Akku

Von diesem Akku gibt es verschiedene Zusammensetzungen. Je nachdem, welche Elektroden- und Elektrolytmaterialien zum Einsatz kommen, haben Lithium-Ionen-Akkus unterschiedliche Eigenschaften. Im Allgemeinen besteht die positive Elektrode bei diesen Akkus aus einem Lithium-Metalloxid (z. B. ), dass auf einen Stromableiter aufgetragen ist (Aluminiumfolie) und die negative Elektrode, die auf eine Kupferfolie aufgetragen ist. Als Anodenmaterial eignen sich bei diesen Akkus Graphit, Lithiumtitanoxid, Silicium oder Lithium-Metall. Der Elektrolyt muss ein aprotisches Lösungsmittel sein. In diesem sind wasserfreie Lithiumsalze, wie Lithiumhexafluorophosphat, gelöst.

Aprotisch ist ein Lösungsmittel, wenn dessen Moleküle keine Protonen abgeben können. Hier sind die Wasserstoffatome über kovalente Bindungen an das Kohlenstoff gebunden und dissoziieren nicht oder nur unter extremen Bedingungen. Das ist hier besonders wichtig, denn freie Protonen und Wasser würden heftig mit Lithium reagieren.

Vorteile des Akkus Nachteile des Akkus
  • sehr hohe Energiedichte
  • Zellspannung bis 3,7 V
  • hoher Wirkungsgrad (ca. 100 %)
  • kaum Trägheitseffekt
  • variabel (Zusammensetzung kann an Bedürfnisse angepasst werden)
  • sehr geringe Selbstentladung
  • Empfindlich gegenüber hohen und niedrigen Temperaturen
  • Empfindlich gegenüber Über- und Tiefentladung (Geräte haben aber meist Steuerelektronik, um dem entgegenzuwirken)

Sekundärelemente - Das Wichtigste

  • Das galvanische Sekundärelement ist ein Energiespeicher; er speichert elektrische Energie in Form von chemischer Energie ab.
  • Galvanische Sekundärelemente sind als Akkus bekannt.
  • Sekundärelemente (Akkus) sind im Gegensatz zu Primärelementen (Batterien) wiederaufladbar.
  • Das Funktionsprinzip des galvanischen Sekundärelements basiert auf einer räumlich getrennten Redoxreaktion, sodass die Elektronen über einen elektrischen Leiter wandern müssen.
  • Elektronen wandern stets vom negativeren Redoxpotential zum positiveren Redoxpotential.
  • In galvanischen Sekundärelementen ist die Redoxreaktion umkehrbar.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Sekundärelemente

Eine Sekundärbatterie ist ein Akku. Diese sind wiederaufladbare galvanische Elemente und werden auch Sekundärelement bezeichnet.

Akkus werden nach verwendeten Elektroden- und Elektrolytmaterialien in Typen unterschieden. 

Primärbatterien sind Standardbatterien, die nur einmal entladen werden können. Sekundärbatterien dahingegen sind Akkus. Sie sind wiederaufladbar.

Je nachdem, welche Elektrodenmaterialien und Elektrolytmaterialien verwendet werden, gibt es verschiedene Akkuzellen. Beispiele für Akkuzellen wären Bleiakkus, Lithium-Ionen-Akkus, Nickel-Cadmium-Akkus, sowie Nickel-Metallhydrid-Akkus 

Finales Sekundärelemente Quiz

Frage

Wer hat Lithium-Ionen-Akkus erfunden?

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Antwort

Die ersten Entdeckungen bezüglich der Speicherung von Lithium-Ionen waren von Stanley Whittingham. Weiterentwickelt haben es Goodenough und Yoshino. Alle drei bekamen 2019 den Nobelpreis für Chemie.

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Frage

Aus welchen Komponenten bestehen Lithium-Ionen-Akkus?

Antwort anzeigen

Antwort

  • positive Elektrode (Lithium-Metalloxid) 
  • negative Elektrode (z.B. Graphit) 
  • Stromableiter
  • Elektrolyt 
  • Separator 
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Frage

Die Energie pro Gewicht nennt man ...

Antwort anzeigen

Antwort

gravimetrische Energiedichte

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Frage

Die Energie pro Volumen nennt man ...

Antwort anzeigen

Antwort

volumetrische Energiedichte

Frage anzeigen

Frage

Warum werden Lithium-Ionen-Akkus verwendet?

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Antwort

Lithium-Ionen-Akkus sind leicht und haben eine hohe Energiedichte. Außerdem haben sie eine lange Lebensdauer.

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Frage

Wogegen sind Lithium-Ionen-Akkus empfindlich?

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Antwort

  • Hitze 
  • Kälte 
  • Sonneneinwirkung 
  • Überspannung 
  • Tiefenentladung
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Frage

Warum wird ein Separator benötigt?

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Antwort

Der Separator verhindert den direkten Kontakt der Elektroden und wirkt so einem Kurzschluss entgegen. 

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Frage

Warum ist es wichtig, dass die Lithium-Ionen zwischen den Elektroden wandern?

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Antwort

Die Lithium-Ionen gleichen den externen Elektronenstrom aus und sorgen dafür, dass die Elektroden elektrisch neutral bleiben.

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Frage

Was passiert beim Entladen?

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Antwort

Während des Entladeprozesses werden Lithium-Atome in der Graphitelektrode oxidiert. Die Elektronen wandern über einen externen Stromkreis zur anderen Elektrode, während die Lithium-Ionen durch das Elektrolyt zur selben Elektrode wandern, wo sie dann reduziert werden.

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Frage

Was passiert beim Aufladen?

Antwort anzeigen

Antwort

Beim Aufladen oxidieren Lithium-Atome in der Mischoxidelektrode. Die Elektronen wandern über einen externen Stromkreis zur Graphitelektrode, während die Lithium-Ionen durch das Elektrolyt ebenfalls zur Graphitelektrode wandern. Dort rekombinieren Elektronen und Lithium-Ionen. 

Frage anzeigen

Frage

Wovon hängt die Energiedichte ab?

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Antwort

Vom Elektroden- und Elektrolytmaterial. 

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Frage

Was ist eine Anode?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Anode ist die Elektrode, an der eine Oxidation stattfindet. 

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Frage

Was ist eine Kathode?

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Antwort

Eine Kathode ist eine Elektrode, an der eine Reduktion stattfindet. 

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Frage

Nenne 5 Beispiele für die Verwendung von Lithium-Ionen-Akkus.

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Antwort

  • Smartphones
  • Laptops 
  • Akkuschrauber
  • E-Autos 
  • Kameras
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Frage

Woraus besteht die positive Elektrode bei NiMH-Akkus?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Aktivmaterial der positiven Elektrode ist Nickeloxidhydroxid.

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Frage

Woraus besteht die negativen Elektrode bei NiMH-Akkus?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Aktivmaterial der negativen Elektrode ist Metallhydrid. 

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Frage

Was ist eine Tiefentladung?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Tiefentladung ist die Entladung eines Akkus unter die Entladeschlussspannung. 

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Frage

Was ist eine Überladung?

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Überladung ist, wenn man einen Akku über die Ladeschlussspannung hinaus weiter auflädt. 

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Frage

Was passiert bei den zwei Phasen der Tiefentladung?

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Antwort

1. Phase:

Positive Elektrode vollständig entladen; Wasserstoffgas bildet sich 


2. Phase:

Aktivmaterial der negativen Elektrode aufgebraucht. Sauerstoffbildung und Adsorption an negativer Elektrode.


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Frage

Warum muss eine Tiefentladung verhindert werden?

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Antwort

Bei einer zu starken Tiefentladung über die Wasserstoffrekombinationsrate hinaus, sammelt sich Wasserstoffgas in der Zelle an. Damit steigt der Druck. Das Sicherheitsventil wird die Zelle entlüften, wodurch Elemente verloren werden.

Frage anzeigen

Frage

Welcher Mechanismus verhindert eine gewisse Überladung?

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Antwort

Der Sauerstoffrekombinationsmechanismus verhindert bis zu einem bestimmten Grad eine Erhöhung des Zellinnendrucks. 

Frage anzeigen

Frage

Was passiert, wenn die Sauerstoffrekombinationsrate überschritten wird?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Innendruck der Zelle steigt an. Damit steigt zum einen die Temperatur, wodurch es zu einem Separator-Dry-Out kommen kann. Bei einer zu starken Überladung kann das Sicherheitsventil die Zelle entlüften. 

Frage anzeigen

Frage

Warum hat die negative Elektrode eine höhere effektive Kapazität?

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Antwort

Eine höhere MH-Kapazität ermöglicht die Gasrekombination bei Überladung und Tiefentladung und stabilisiert so den Innendruck der Zelle.

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Frage

Was ist die Selbstentladung und warum findet diese statt?

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Antwort

Eine Selbstentladung ist der Entladeprozess, der stattfindet, obwohl der Akku nicht betrieben wird. Dieser tritt auf, weil Nebenreaktionen in den Elektroden oder Mikrokurzschlüsse stattfinden. 

Frage anzeigen

Frage

Warum tritt der Batterieträgheitseffekt auf?

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Antwort

Wenn ein Akku mehrmals teilentladen und aufgeladen wird, kommt es zum Batterieträgheitseffekt. Das liegt daran, dass das Aktivmaterial, welches nicht ent- und aufgeladen wird, seine physikalischen Eigenschaften ändert und den Widerstand erhöht.

Frage anzeigen

Frage

Wie kann man den Batterieträgheitseffekt beheben?

Antwort anzeigen

Antwort

Dazu muss man das Aktivmaterial, welches seine physikalischen Eigenschaften geändert hat, regenerieren. Hierzu durchläuft der Akku vollständige Entlade- und Ladezyklen. 

Frage anzeigen

Frage

Warum entstehen bei Überladung und Tiefentladung Gase?

Antwort anzeigen

Antwort

Wenn es kein Aktivmaterial mehr für die Reaktion von den Elektronen und Wasser bzw. Hydroxidionen gibt, reagieren diese miteinander, wodurch Gase entstehen. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist der unterschied zwischen einem Primärelement und einem Sekundärelement?

Antwort anzeigen

Antwort

Sekundärelemente sind wiederaufladbar, weil die Redoxreaktion umkehrbar ist.

Frage anzeigen

Frage

Worauf basiert das Funktionsprinzip von Batterien und Akkus?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Funktionsprinzip basiert auf einer räumlich getrennten Redoxreaktion, bei welchem die Elektronen über einen elektrischen Leiter zwischen den Elektroden wandern, während Ionen für den Ladungsausgleich in den Zellen durch eine mikroporöse Membran wandern. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist ein galvanisches Element?

Antwort anzeigen

Antwort

Jede Vorrichtung aus einer positiven und negativen Elektrode, sowie einem Elektrolyt ist ein galvanisches Element.

Frage anzeigen

Frage

Welche galvanischen Elemente werden unterschieden?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Primärelenente (Batterien)
  • Sekundärelemente (Akkus)
  • Tertiärelemente (Brennstoffzellen)
Frage anzeigen

Frage

Was passiert, wenn ein galvanisches Element an einen Stromkreis geschlossen wird?

Antwort anzeigen

Antwort

Er gibt eine Spannung ab, bis seine Ladung verbraucht ist.

Frage anzeigen

Frage

Woraus besteht das Daniell-Element?

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Antwort

  • Zinkhalbzelle: Zinkstab in Zinksulfatlösung 
  • Kupferhalbzelle: Kupferstab in Kupfersulfatlösung 
  • mikroporöse Membran oder Salzbrücke 
  • elektrischer Leiter 
Frage anzeigen

Frage

Warum muss es eine mikroporöse Membran oder eine Salzbrücke im Daniell-Element geben?

Antwort anzeigen

Antwort

Damit es einen Ladungsausgleich zwischen der Zinkhalbzelle, in der sich Zinkionen anreichern und der Kupferhalbzelle, in der sich Sulfationen anreichern, gibt. So ist der Stromkreis geschlossen. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist ein Akkumulatortyp?

Antwort anzeigen

Antwort

Je nach dem, welche Elektrodenmaterialien oder Elektrolyt im Akku verwendet wird, unterscheidet man zwischen Akkumulatortypen. 

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Frage

Was ist der Wirkungsgrad eines galvanischen Elements?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis von zugeführter Energie zur abnehmbaren Energie. 

Frage anzeigen

Frage

In welche Richtung fließen Elektronen?

Antwort anzeigen

Antwort

Elektronen fließen vom negativeren Redoxpotential zum positiveren Redoxpotential.

Frage anzeigen

Frage

Was muss beim Elektrolyt der Lithium-Ionen-Akkus beachtet werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Elektrolyt muss ein aprotisches Lösungsmittel mit wasserfreien Lithiumsalzen sein, denn Lithium reagiert heftig mit Protonen und Wasser.

Frage anzeigen

Frage

Was sind die Komponenten des Bleiakkus?

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Antwort

  • positive Elektrode aus Bleidioxid 
  • negative Elektrode aus porösem Blei 
  • Schwefelsäure als Elektrolyt 
  • Separator aus mikroporösem Kunststoff
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Frage

Welche zwei Bauarten des Bleiakkus gibt es?

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Antwort

  • offenen Zellen, die regelmäßig gewartet werden müssen 
  • VRLA-Akkus, die nicht gewartet werden müssen
Frage anzeigen

Frage

Was passiert beim Entladeprozess?

Antwort anzeigen

Antwort

Beim Entladen findet eine spontane Redoxreaktion statt, bei der die negative Elektrode oxidiert und die positive Elektrode reduziert wird.

Frage anzeigen

Frage

Was passiert beim Ladeprozess?

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Antwort

Beim Laden findet ein elektrolytischer Prozess statt. Das Bleisulfat der negativen Elektrode wird reduziert, während das Bleisulfat der positiven Elektrode zu Bleidioxid oxidiert wird.

Frage anzeigen

Frage

Wann beginnt die Überladung bei Bleiakkus?

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Antwort

Wenn die Zellspannung die Gasungsspannung von 2,39 V pro Zelle übersteigt, beginnt die Überladungsreaktion.

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Frage

Was passiert bei der Überladung?

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Antwort

Bei der Überladung kommt es zur Gasung im Akku. Dabei bildet sich an der negativen Elektrode Wasserstoff und an der positiven Elektrode Sauerstoff. 

Frage anzeigen

Frage

Wie beugt man eine Explosion durch Überladung in VRLA-Akkus vor?

Antwort anzeigen

Antwort

In VRLA-Akkus gibt es den internen Sauerstoffkreislauf, bei dem Sauerstoff von der positiven Elektrode zur negativen diffundiert und dort wieder zu Wasser reagiert. Außerdem besitzt ein VRLA-Akku ein Überdruckventil. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist bei offenen Zellen zu beachten?

Antwort anzeigen

Antwort

Da bei offenen Zellen Elektrolytkomponenten entweichen, muss man diese Zellen regelmäßig mit destilliertem Wasser nachfüllen und darf sie nur aufrecht betreiben. 

Frage anzeigen

Frage

Was passiert bei der Tiefentladung in Bleiakkus?

Antwort anzeigen

Antwort

In Bleiakkus kommt es durch eine Tiefentladung zur Sulfatierung. Dabei lagern sich Bleisulfat-Kristalle an den Elektroden an, wodurch es zu einer schlechteren Reaktionsfähigkeit kommt. Wenn Bleisulfat in Lösung geht, kommt es zu einem Niederschlag im Akku, der zu Kurzschlüssen führt.

Frage anzeigen

Frage

Nenne Verwendungsbeispiele für den Bleiakku.

Antwort anzeigen

Antwort

  • SLI-Batterie 
  • Traktionsbatterie 
  • Pufferbatterie
Frage anzeigen

Frage

Was ist eine Pufferbatterie?

Antwort anzeigen

Antwort

Pufferbatterien sind Ersatzenergiequellen für den Fall, dass die Hauptstromversorgung ausfällt.

Frage anzeigen

Frage

Wer entwickelte den Bleiakku, auf dem die heutigen Bleiakkus basieren?

Antwort anzeigen

Antwort

Gaston Planté entwickelte 1859 den Bleiakku, auf dessen Prinzip die heutigen Blei-Säure-Akkus basieren.

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