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Elektrochemische Stromquellen

Sekundärzellen

Abb.1

Die größte Bedeutung unter den regenerierbaren elektrochemischen Stromquellen besitzt auch heute noch der Bleiakkumulator, der allgemein in Form der Autobatterie bekannt ist. Das Regenerieren erfolgt durch Anlegen einer Gleichspannung, die der des galvanischen Elements entgegengesetzt ist, d.h. durch einen Elektrolysevorgang.

Im Prinzip besteht der Bleiakkumulator aus einer Blei- und einer Bleidioxidelektrode und verdünnter Schwefelsäure (ca. 20%ig) als Elektrolyt. 

An den Elektroden treten folgende Reaktionen ein:

Pb+ SO 4 2- PbSO 4 +2 e     E = 0,365V PbO 2 +4 H + +S O 4 2 +2 e PbSO 4 +2 H 2 O     E=1,68V Pb+ PbO 2 +2 H 2 S O 4 Laden Entladen 2 PbSO 4 +2 H 2 O     E2V ¯

Die Elektroden bestehen zur Begünstigung der heterogenen Reaktionen aus Blei- bzw. Bleidioxidschwamm mit großer Oberfläche. Das gebildete Bleisulfat ist schwerlöslich; es setzt sich im Laufe der Entladung auf den Elektroden ab. Die Reaktionsgleichung zeigt, dass die Konzentration der Schwefelsäure im Verlauf der Entladung abnimmt. Man kann deshalb den Ladezustand der Batterie durch aräometrische Dichtemessung (Spindeln) kontrollieren.

Zum Aufladen des Akkumulators legt man eine höhere Spannung in umgekehrter Richtung (die PbO2-Elektrode wird dann zur Anode und Pb-Elektrode zur Kathode). Dabei erfolgt eine Elektrolyse in der Weise, dass an der Kathode nicht Oxoniumionen sondern Pb2+-Ionen entladen werden, denn Wasserstoff besitzt an Blei eine beträchtliche Überspannung. Auch die Sauerstoffabscheidung an PbO2 ist mit einer Überspannung verbunden; hier wird deshalb Pb2+ zu PbO2 oxidiert. Die Elektrodenreaktionen beim Laden entsprechen denen bei der Entladung in umgekehrter Richtung.

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