Galvanische Zelle im Zusammenhang mit der Autobatterie

Dieses Thema im Forum "Schule, Studium, Ausbildung" wurde erstellt von B0B, 8. November 2006 .

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  1. #1 8. November 2006
    Hallo ich muss bis nächste Woche ein Chemiereferat über galvanische Zellen in der Autobatterie halten. Nur bin ich in Chemie ne totale Null ^^
    Dachte hier hat evtl. schonmal jemand ein Referat darüber gehalten oder hat die ein oder anderen Infos darüber! Die Ifos von Goole hab ich schon :p

    Danke schonmal :)
     

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  3. #2 13. November 2006
    AW: Galvanische Zelle im Zusammenhang mit der Autobatterie

    weiß niemand was ? :/
     
  4. #3 13. November 2006
    AW: Galvanische Zelle im Zusammenhang mit der Autobatterie

    hey du,
    hab mich mal n bissl umgeschaut und hab folgendes gefunden.ich denk,dass es dir weiterhilft und falls das der fall iss,bewertung nich vergessen.
    mfg, taubes_nüsschen


    Akkumulatoren sind wiederaufladbare galvanische Elemente (Sekundärelemente).

    Aufbau und Funktionsweise des Bleiakkumulators

    Aufbau:

    Bleiakkus bestehen aus einzelnen galvanischen Zellen, wobei jede Zelle für sich eine Spannung von 2V besitzt. Meist werden 3 oder 6 solcher Zellen hintereinander geschaltet, um 6V oder 12V Gesamtspannung zu erreichen.

    Eine Einzelzelle besteht aus einer Bleigitterelektrode, die mit fein verteiltem metallischen Blei und einer Bleigitterelektrode, die mit Blei-(IV)-oxid befüllt ist. Zwischen den Platten sind Trennwände, die sogenannten Separatoren.

    Die Elektroden tauchen in 20-40%ige Schwefelsäure (H2SO4).
    Animation zum Aufbau von Hanns Eibl




    Funktionsweise:

    Entladen:

    Bei der Stromentnahme fließen Elektronen vom Blei (Minuspol) zum Blei-(IV)-oxid (Pluspol). Blei wird dabei zu Pb2+ oxidiert, Blei-(IV)-oxid zu Pb2+ reduziert. Die an beiden Elektroden entstandenen Pb2+- Ionen reagieren mit den Säurerestionen der Schwefelsäure (SO42-, Sulfat-Ionen) zu schwerlöslichem, weißen PbSO4, das sich an den Elektroden oder als Bodenkörper absetzt.

    Minuspol: Pb(s) + SO42-(aq) -> PbSO4(s) + 2 e-

    Pluspol: PbO2(s) + SO42-(aq) + 2 e- + 4 H3O+(aq) -> PbSO4(s) + 6 H2O(l)

    _________________________________________________________________

    Pb(s) + PbO2(s) + 2 SO42-(aq) + 4 H3O+(aq) -> 2 PbSO4(s) + 6 H2O(l)


    Das Entladen ist eine freiwillig verlaufende Redoxreaktion. Schwefelsäure wird verbraucht und es entsteht Wasser. Die Dichte der Säure sinkt bei diesem Prozess von ca. 1,26 g/cm3 auf ca. 1,18 g/cm3. Man ist demnach in der Lage, den Ladungszustand des Akkus mit Hilfe der Säuredichte zu bestimmen.


    Laden:

    Der Ladevorgang ist ein erzwungener Prozess, bei dem man Spannung an die Elektroden anlegt und so die Stromrichtung und die beim Entladen stattfindenden elektrochemischen Prozesse umkehrt.

    Minuspol: PbSO4(s) + 2 e- -> Pb(s) + SO42-(aq)

    Pluspol: PbSO4(s) + 6 H2O(l) -> PbO2(s) + SO42-(aq) + 2 e- + 4 H3O+(aq)

    _________________________________________________________________

    2 PbSO4(s) + 6 H2O(l) -> PbO2(s) + Pb(s) + 2 SO42-(aq) + 4 H3O+(aq)

    Wenn man bei einer Säuredichte von 1,15 g/cm3 nicht nachlädt, wird der Akku irreversibel beschädigt.
    Der Akku ist erschöpft, wenn das gesamte Bleioxid reduziert wurde.Animation zur Funktionsweise von Hanns Eibl






    Altern des Akkumulators

    Das Laden und Entladen ist theoretisch unbegrenzt wiederholbar. Praktisch ist dies jedoch nicht möglich, weil unter anderem die Raumbeanspruchung von Bleisulfat größer ist, als die von Bleioxid oder Blei. Dadurch lockert sich im Laufe des Betriebs die aktive Masse immer mehr auf und verliert allmählich an Festigkeit. Masseteilchen der Platten brechen aus und nehmen nicht mehr am aktiven Batterieleben teil. Bei Starterbatterien füllen sie als Bleischlamm den Schlammraum am Boden des Akkus. Ist soviel Blei zu Boden gesunken, dass der Schlamm die Plattenunterkante berührt, kommt es zum Kurzschluss. Die Batterie ist "platt", und das geschieht meist zu Beginn des Winters über Nacht.

    Zur Geschichte der aufladbaren Akkus

    Im Jahr 1859 entwickelte der französische Chemie Experte Planté den ersten aufladbaren Bleiakku. Die "geladene Energie" konnte jedoch noch nicht gelagert werden. Nach Jahren weiterer Entwicklung und vielen Experimenten ist es dann 1868 gelungen, die elektrische Energie zu lagern und wieder nutzbar zu machen, so wie wir es heute kennen, als Autobatterie.

    1899 entwickelte Junger den bestehenden Akku weiter. Er verwendete Nickel als positive Elektrode, Cadmium als negative Elektrode und Kalilauge als Elektrolyt. Der Alkaline-Akku war geboren. Zwei Jahre später produzierte Edison einen Nickel/Cadmium- und einen Nickel/Eisen-Akku.

    Weil die Materialen für Alkaline-Akkus im Vergleich zu den normalen Bleiakkus teuer waren, waren die Alkaline-Akkus nur für spezielle (militärische) Nutzung vorgesehen. Nach einigen Jahren aber, weil immer mehr Elektrogeräte in Gebrauch waren und längere Benutzungszeiten gefragt waren, wurde die Entwicklung schnell vorangetrieben. Im Jahre 1932, die Elektroexperten Schlecht und Ackermann entwickelten die ersten Verbesserungen, wurde die interne Konstruktion der Zelle drastisch geändert, so dass damit mehr Energie gelagert und aufgenommen werden konnte. 1961 aber kam der richtige Durchbruch! Neumann realisierte eine komplett geschlossene Nicad-Zelle, die nicht das bisherige Problem hatte, beim Laden und Entladen viel Flüssigkeit (Elektrolyt) zu verlieren und dazu ein viel stabileres Benutzungsverhalten aufwies. Es war die japanische Firma Sanyo die diese Entwicklung im gleichen Moment nutzte und als erste mit einer Massenproduktion der sogenannten Cadnica-Zelle aufwartete, natürlich gefolgt von vielen anderen Herstellern wie Panasonic.

    Durch diese großen Verbesserungen sind aufladbare Akkus in unserer Zeit nicht mehr wegzudenken. So sind z.B. Handys, Laptops, Bohrmaschinen, und ferngesteuerte Modelle auf Akkus angewiesen. Aber die Entwicklung geht weiter! Die Zellen werden durch die Nutzung von neuen Techniken und besseren Materialen immer kleiner und leichter und können mehr Energie speichern.


    Vorteile des Bleiakkumulators:

    - Relativ hohe Spannung

    - Vergleichsweise geringer Preis(50-70 Euro)

    - Relativ hohe Belastbarkeit

    - Fast vollständig wiederverwertbar

    - Wenig Pflege notwendig

    Nachteile des Bleiakkumulators:

    - Hohes Gewicht

    - Empfindlich gegenüber hohen Temperaturen (Elektrolyttemperatur über 45°C)

    - Relativ lange Ladezeit

    - Zustand der totalen Entladung wirkt sich schlecht auf den Akku aus

    - Entsorgung über den Sondermüll (Säure- und Bleigehalt)

    - Durchschnittliche Lebensdauer ca. 4 Jahre

    Besonderheiten des Bleiakkumulators:

    - Beide Elektroden aus dem selben Material

    - Verwendung: Starter-, Antriebs- und Versorgungsbatterien (Notstrom)

    - Anzahl der produzierten Starterbatterien zwischen 50-100 Mio. in Deutschland pro Jahr

    - 70% des vorhandenen Bleis in Akkumulatoren
     
  5. #4 14. November 2006
    AW: Galvanische Zelle im Zusammenhang mit der Autobatterie

    Hallo,

    schau mal auf http://www.schulltreff.de ob da schon was gibt...

    10 ballz plz ;)
     
  6. #5 14. November 2006
    AW: Galvanische Zelle im Zusammenhang mit der Autobatterie

    so hab auch mal ein bissl geguckt
    die seite fand ich sehr einfach

    http://www.restena.lu/ddnuc/Haus/zimmer/garage/bleiakku.htm

    versuch mal das was du bisher hast zusammenzutragen und wenn dann noch fragen sind stell sie die kann ich dir leichter beantworten als ne seite mit fast vollständigem referat zu geben außerdem lernt man dann ja auch mehr ;)
     
  7. #6 14. November 2006
  8. #7 14. November 2006
    AW: Galvanische Zelle im Zusammenhang mit der Autobatterie

    Elektrochemische Stromerzeugung referat

    Meiner Meinung nach recht ausführlich und es steht alles drin was man zum Thema bräuchte.

    mfg ParadoXon
     
  9. #8 8. Dezember 2006
    AW: Galvanische Zelle im Zusammenhang mit der Autobatterie

    danke, hab für mein referat 13 punkte bekommen :)


    closed
     

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