Galvanische Energiespeicherung
Galvanische Zelle • Wandelt chemische Energie in elektrische um und umgekehrt. • Redoxreaktion: ein Reaktionspartner gibt Elektronen an ein den anderen ab, d.h. ein Strom fließt. ‣ Oxidation: Elektron abgeben ‣ Reduktion: Elektron aufnehmen. • In der galvanische Zelle laufen die beiden Reaktionen getrennt in zwei Halbzellen ab.
Was ist der Unterschied zwischen einer galvanischen Zelle und einer Batterie?
Während eine galvanische Zelle oder eine Batterie (dies ist die Hintereinanderschaltung mehrerer galvanischer Zellen) ihre chemische Energie nur einmal in elektrische Energie wandeln können und dann entsorgt werden müssen, sind Akkumulatoren wieder aufladbar.
Was ist das Potential einer galvanischen Zelle?
In einer galvanischen Zelle wird die chemische Energie der Redoxreation in elektrische Energie umwandeln. Das Potential \ (E\) (entspricht der Spannung \ (U\)) gibt an, wie leicht ein Stoff Elektronen aufnimmt oder abgibt. Das Potential ist ein Maß für die Stärke eines Oxidations- bzw. Reduktionsmittels (vgl. Standardpotential \ (E^0\,\)).
Wie funktioniert die Energiespeicherung?
Die Energiespeicherung beruht auf der Umwandlung von Nickelhydroxid zum Nickeloxyhydroxid an der positiven Elektrode, bei der ein formaler Wertigkeitswechsel des Nickels von + 2 zu + 3 eintritt. An der negativen Elektrode wird beim Laden Cadmiumhydroxid (Cadmium mit der Wertigkeit + 2) zu metallischem Cadmium (Wertigkeit 0) umgewandelt.
Wie funktioniert die Energiespeicherung in Batterien?
Die Energiespeicherung in Batterien erfolgt in Form von Ladungsträgern, die durch Reduktions- und Oxidationsvorgänge aufgenommen bzw. abgegeben werden. Dabei erzeugt deren Fluss einen elektrischen Strom i (t): Ein Elektron (bzw. Proton mit der Ladung Q [As = Coulomb = C]) besitzt die Elementarladung
Wie funktioniert die Energiespeicherung in wiederaufladbaren Lithiumionen-Batterien?
Die Energiespeicherung in wiederaufladbaren Lithiumionen-Batterien beruht auf der reversiblen Ein- und Auslagerung von Li-Ionen in sogenannte Aktivmaterialien durch elektrochemische Redoxreaktionen. Dies wird als Interkalation bezeichnet. Als Aktivmaterialien für die positive und negative Elektrode sind verschiedene Verbindungen möglich.
Was ist der Unterschied zwischen elektrochemischen und thermischen energiespeicherungen?
Ein Vorteil der elektrochemischen Energiespeicherung gegenüber thermischen Prozessen ist die isotherme Prozessführung und damit die Nicht-Abhängigkeit des Umwandlungswirkungsgrads von der Carnot’schen Begrenzung (z. B. Wärmekraftmaschine). Für die Energiespeicherung in Batterien lassen sich verschiedene Kriterien für den Wirkungsgrad angeben.
