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Energiequellen der Elektrochemie

Donator-Akzeptor
Redox-Reaktionen-Konzept

Brennstoffzelle

  • = Galvanische Zelle, die die Redoxenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie transformiert.
  • Beispiel: Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle
  • Energiewandler, Energie zur Strombildung wird chemisch gebunden mit der Brennstoffzelle geliefert
  • typischer Aufbau mit zwei Elektroden und einer dünnen Membran

Prinzip:

  • Brennstoff: Wasserstoff
  • Wasserstoff wird an der Anode katalytisch oxidiert, Elektronenabgabe + Bildung von Protonen
  • Elektronen wandern über Ionen-Austausch-Membran zur Kammer des Sauerstoffes, dem Oxidationsmittel
  • Elektronen werden teilweise zu einem Verbaucher abgeleitet und genutzt, danach zur Kathode werden vom Sauerstoff aufgenommen und zu Wasser reduziert.
  • Stromzufuhr führt zur Umkehrung und damit zur Wiedererzeugung der galvanischen Zelle

Batterien

  • = galvanisches Element, Primärzelle
  • gering bis gar nicht wieder aufladbar, umkehrbar
  • = Primärzellen, die nach Entladung nicht wieder aufgeladen werden können
  • Ursache: Elektrolytlösung voll erschöpft nach einer Zeit, Metall nahezu vollständig aufgelöst
  • Normaler Aufbau einer galvanischen Zellen, Elektrolytlösung = Gel, keine flüssigen mehr
  • Benennung nach eingesetzen Materialien, Elektroden

Beispiele:

  • Alkali-Mangan-Batterie: 1,5 V pro Zelle
  • Nickel-Oxyhydroxid-Batterie: 1,5 V
  • Lithium-Eisensulfid-Batterie: 1,5 V
image
Batterien in einem elektrischen Gerät

Akkumulatoren

  • = Zellen, die nach Entladung, wieder aufgeladen werden können, durch Zufuhr von elektrischem Strom (Elektronen)
  • Elektrische Stromzufuhr bewirkt eine Umkehrung der vorherigen Redoxreaktion und damit eine Wiederherstellung des alten Zustandes -> Galvanische Zelle kann erneut ablaufen -> Lieferung von Strom.
  • reversibles Galvanisches Element
    image
    Akkumulator für eine Digitalkamera

Beispiele:

  • Nickel-Cadmium-Akku
  • Blei-Akku
Multiple-Choice
Was ist eine Brennstoffzelle?
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Anorganische Chemie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Stoffe und Stoffeigenschaften
    • Einleitung zu Stoffe und Stoffeigenschaften
    • Aggregatzustände
    • Gemische und Reinstoffe
    • Elemente und Atomaufbau
    • Periodensystem der Elemente (Aufbau)
      • Einleitung zu Periodensystem der Elemente (Aufbau)
      • Metalle und Nichtmetalle
    • Elektronegativität (EN)
    • Ionisierungsenergie (IE) und Elektronenaffinität (EA)
    • Chemisches Rechnen
  • Chemische Reaktionen
    • Einleitung zu Chemische Reaktionen
    • Chemisches Gleichgewicht und Kinetik
    • Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts
    • Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie
      • Einleitung zu Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie
      • Haber-Bosch-Verfahren
      • Ostwald-Verfahren
      • Kontaktverfahren
  • Bindungsarten
    • Einleitung zu Bindungsarten
    • Lewis-Schreibweise
    • Starke Bindungen
      • Einleitung zu Starke Bindungen
      • Ionenbindung
      • Atombindung
      • Koordinative Bindung
      • Metallbindung
    • Schwache Bindungen
      • Einleitung zu Schwache Bindungen
      • Wasserstoffbrückenbindungen
      • Van-der-Waals-Bindungen
  • Fällungsreaktionen
    • Einleitung zu Fällungsreaktionen
  • Donator-Akzeptor-Prinzip
    • Einleitung zu Donator-Akzeptor-Prinzip
    • Säure-Base-Chemie
      • Einleitung zu Säure-Base-Chemie
      • Definition: Säuren und Basen
      • Protolyse von Säuren und Basen
        • Einleitung zu Protolyse von Säuren und Basen
        • Protolyse einer Säure
        • Protolyse einer Base
      • Konjugierte Säure-Base-Paare
      • Mehrprotonige Säuren
      • Ampholyte
      • Autoprotolyse des Wassers
      • Ionenprodukt des Wassers
      • pH-Wert
      • Neutralisation
      • Säure- & Basenstärke
      • Starke Säuren und Basen
      • Puffer
      • Indikatoren
      • Säure-Base-Titration
    • Redox-Chemie
      • Einleitung zu Redox-Chemie
      • Oxidation und Reduktion
      • Oxidationszahlen/ Oxidationsstufen
      • Aufstellen von Redoxgleichungen
      • Dis- und Komproportionierung
      • Redoxreaktionen: Elektrochemie
        • Einleitung zu Redoxreaktionen: Elektrochemie
        • DANIELL-Element/ galvanische Zelle
        • Elektrochemische Spannungsreihe
        • Konzentrationsabhängigkeit der Elektrodenpotentiale
        • Nernst-Gleichung
        • Korrosion
        • Elektrolyse (allgemein)
          • Einleitung zu Elektrolyse (allgemein)
          • Technisch interessante Elektrolysen
            • Einleitung zu Technisch interessante Elektrolysen
            • Chloralkali-Elektrolyse
            • Kupfer-Raffination
            • Wasserstoffgewinnung/Wasserelektrolyse
  • Komplexe
    • Einleitung zu Komplexe
    • Zähnigkeit der Liganden
    • Nomenklatur-Regeln
      • Einleitung zu Nomenklatur-Regeln
      • Anwendung der Nomenklatur-Regeln
  • Donator-Akzeptor
    • Einleitung zu Donator-Akzeptor
    • Redox-Reaktionen-Konzept
      • Einleitung zu Redox-Reaktionen-Konzept
      • Oxidations-Reduktionsmittel und Oxidationszahlen
      • Galvanisches Element und Nernstgleichung
      • Elektrolyse
      • Energiequellen der Elektrochemie
      • Technische Elektrolysen
    • Säure-Base-Konzept
      • Einleitung zu Säure-Base-Konzept
      • Herleitung der Parameter - Massenwirkungsgesetz
      • Stärke von Säuren und Basen
      • pH-Konzept
      • Puffersysteme
      • Titrationsverfahren
  • Vergleich: Protolyse und Elektrolyse (Akzeptor-Donator-Konzept)
    • Einleitung zu Vergleich: Protolyse und Elektrolyse (Akzeptor-Donator-Konzept)
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Unsere Nutzer sagen:

  • Gute Bewertung für Anorganische Chemie

    Ein Kursnutzer am 23.08.2016:
    "Schön dicht zusammengefasst und unkompliziert + umfassend beschrieben. Besten Dank!"