Grundbegriffe
Elektrochemische Reaktionen sind Redoxreaktionen, d.h Reaktionen mit Elektronenübergang. Sie können freiwillig ablaufen (galvanische Zelle) oder durch anlegen einer Spannung erzwungen werden (elektrolytische Zelle).
Oxidation: Ist die Teilreaktion bei der Elektronen abgegeben werden.
Reduktion: Ist die Teilreaktion bei der Elektronen aufgenommen werden.
Anode: Elektrode, an der die Oxidation stattfindet
Kathode: Elektrode, an der die Reduktion stattfindet
→ allgemeingültig, unabhängig von der Art der elektrochemischen Zelle
Primärelemente:
- elektrochemische Bauteile aus zwei Elektroden + Elektrolyt
- freiwillig ablaufende chemische Reaktion bei leitender Verbindung der Elektroden, ch. Energie → elektr. Energie
- irreversibler Prozess, kann durch anlegen einer äußeren Spannung nicht umgekehrt werden
- Beispiele: Daniell-Element, Lechlanche-Element, Alkalinezelle, Zink-Luft- Batterie
Sekundärelement:
- elektrochemisches Bauteil aus zwei Elektroden + Elektrolyt
- freiwillig ablaufende chemische Reaktion bei leitender Verbindung der Elektroden, ch. Energie →elektr. Energie
- kann durch anlegen einer äußeren Spannung wieder aufgeladen werden, die Reaktion ist reversibel, elektr. Energie →ch. Energie
- Beispiele: Bleiakkumulator, NiCd-Akku, Li-Ionen-Akku
Tertiärelement (Brennstoffzelle):
- ch. Energie →elektr. Energie (nicht umkehrbar)
- permanente Zufuhr der Ausgangsstoffe (H2 und O2), ständige Abfuhr der Reaktionsprodukte (H2O)
- --> kein Energiespeicher, sondern Energiewandler !
Galvanische Zelle:
- ch. Energie →elektrische Energie
- Reaktion läuft freiwillig ab
- Beispiel: siehe Primärelement
Elektrolytische Zelle:
- elektrische Energie →ch. Energie
- erzwungene Reaktion, anlegen einer Spannung
- gegensätzlich gepolt zur galvanischen Zelle
- Beispiele: Natrium-, Aluminiumschmelzflusselektrolyse, Blei-Akku beim aufladen
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