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Blei-Säure-Batterie

1859
  • Gaston Planté
Blei-Säure-Batterie mit Blei- und Bleidioxid-Elektroden in schwefelsaurem Elektrolyt, Elektrochemie.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Der Blei-Säure-Akkumulator ist der erste wiederaufladbare Akkumulator und wurde 1859 von Gaston Planté erfunden. Er arbeitet mit einer Bleianode (Pb) und einer Bleidioxidkathode (PbO₂), die in einen Schwefelsäureelektrolyten (H₂SO₄) eingetaucht sind. Beim Entladen wandeln sich beide Elektroden in Bleisulfat (PbSO₄) um. Dieser Prozess kehrt sich beim Laden um und ermöglicht so die Speicherung und Wiederverwendung von Energie.

Die Blei-Säure-Batterie war eine grundlegende Erfindung auf dem Gebiet der elektrischen Energiespeicherung. Das Design des französischen Physikers Gaston Planté aus dem Jahr 1859 war einfach, aber effektiv: Es bestand aus zwei Bleiblechen, die durch Gummistreifen voneinander getrennt, zu einer Spirale gerollt und in eine Schwefelsäurelösung getaucht waren. Die Neuheit lag in ihrer Reversibilität. Im Gegensatz zu den damaligen Primärzellen konnte sie durch den Durchfluss eines Rückstroms wieder aufgeladen werden.

Die elektrochemischen Reaktionen sind für seine Funktionsweise entscheidend. An der negativen Elektrode (Anode) reagiert Blei mit Sulfationen aus dem Elektrolyten: [latex]Pb(s) + HSO_4^-(aq) rightarrow PbSO_4(s) + H^+(aq) + 2e^-[/latex]. An der positiven Elektrode (Kathode) reagiert Bleidioxid mit Wasserstoff und Sulfationen: [latex]PbO_2(s) + HSO_4^-(aq) + 3H^+(aq) + 2e^- rightarrow PbSO_4(s) + 2H_2O(l)[/latex]. Während des Ladevorgangs kehren sich diese Reaktionen um. Die Bildung und Auflösung von Bleisulfat an den Elektroden ist der Kernmechanismus für die Speicherung und Freisetzung von Energie. Trotz seiner geringen Energiedichte und der Umweltbedenken hinsichtlich Blei haben seine geringen Kosten, seine Zuverlässigkeit und seine hohe Stoßstromfähigkeit dafür gesorgt, dass es weiterhin weit verbreitet ist, insbesondere in Automobilanwendungen.

UNESCO Nomenclature: 2204
- Elektrochemie

Typ

Physikalisches Gerät

Störung

Grundlegendes

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Alessandro Volta’s invention of the Voltaic pile (1800)
  • Michael Faradays Gesetze der Elektrolyse (1834)
  • Verständnis elektrochemischer Zellen und galvanischer Korrosion

Anwendungen

  • Start-, Beleuchtungs- und Zündbatterien (SLI) für Kraftfahrzeuge
  • unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV)
  • Notbeleuchtung
  • Netzenergiespeicherung
  • U-Boote

Patente:

NA

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Verwandte Themen: Blei-Säure, Gaston Planté, wiederaufladbare Batterie, Elektrochemie, Schwefelsäure, Bleidioxid, Anode, Kathode, Energiespeicherung, SLI-Batterie.

Historischer Kontext

Blei-Säure-Batterie

1850
1851
1854
1859
1861
1865
1868
1850
1851
1852
1859
1860
1861
1865
1869

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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