Der Blei-Akku

Batterien wie das Leclanché-Element haben den großen Nachteil, dass die darin ablaufenden Vorgänge zur Umwandlung chemischer in elektrische Energie nicht reversibel sind. Akkumulatoren wie der Blei-Akku arbeiten mit reversiblen chemischen Reaktionen.
Versuch 1: Zwei blank geschmirgelte Bleiplatten werden in einen mit Schwefelsäure (30%) gefüllten Glastrog eingesetzt. Zwischen den Platten befindet sich ein Separator zur Vermeidung eines Kurzschlusses. Die Bleiplatten sind mit einer Gleichspannungsquelle, einem Strom-Spannungsmessgerät und einem Verbraucher entsprechend der Skizze zusammen geschaltet. Für ca. 5-10 min wird bei einer Gleichspannung von ca. 2,3 V elektrolysiert. Beobachtungen an den Platten: _________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ Gemessene Spannung nach der Elektrolyse: ________ V Im Bleiakku finden folgende Reaktionen statt: Elektrolyt im Bleiakku ist die Schwefelsäure. Beim ersten Kontakt der Bleioberfläche mit der Schwefelsäure - die Spannungsquelle ist noch ausgeschaltet - bildet sich auf beiden Platten eine dünne Schicht von schwerlöslichem Bleisulfat PbSO4(s). Bei der Elektrolyse finden nun an den Polen unterschiedliche Reaktionen statt:
1. Aufladungsvorgang = Formation: +-Pol ( _________= _________ ): __________________________________________________________________________________________________________________ −-Pol ( _________ = __________ ): _________________________________________________________________________________________________________________ In beiden Zellen wird also Blei vom Oxidationszustand +II in den Oxidationszustand ±0 (am______ Pol und +IV (am ______ Pol) gebracht. Gesamtvorgang der Elektrolyse: ___________________________________________________________ Durch die Elektrolyse ist also eine ________________ Zelle mit einer __________-Elektrode und einer Elektrode aus _________________ entstanden. Beim Entladen laufen dagegen folgende Vorgänge ab: 2. Entladevorgang: +-Pol (_________= __________): _______________________________________________ E °=  1,69 V −-Pol (_________= __________): _______________________________________________ E° = - 0,36 V Gesamtvorgang der Entladung: ___________________________________________________________ Auf beiden Bleiplatten bildet sich beim Entladen wieder schwerlösliches weißes ___________________ , das sich als dünne Schicht auf den Platten abscheidet. Beim nächsten Aufladen werden die Vorgänge wieder umgekehrt: 3. Aufladevorgang: _____________________________________________________________________________________________________________________________ Das als Reaktionsprodukt gebildete schwerlösliche Bleisulfat bleibt größtenteils an den Elektroden haften. Dies ist die Voraussetzung für das Wiederaufladen. Bei der technischen Umsetzung des Bleiakkus sorgen bestimmte Vorrichtungen dafür, dass diese sensible Schicht nicht beschädigt wird. Aus der Praxis: Das wahrscheinlich bekannteste Einsatzgebiet von Bleiakkus ist die Starterbatterie in Motorrädern und Autos. Von einem neuen Akku kann man eine Lebensdauer von einigen Jahren erwarten. Nach Ablauf dieser Zeit merkt man jedoch, dass der Motor immer schwerer startet und vor allem bei tiefen Temperaturen kann es sein, dass der Akku vollständig ausfällt. Damit es erst gar nicht so weit kommt, sollte man sich rechtzeitig informieren. Tipps und Abhilfen findet man zum Beispiel im Opel Forum

update: 26.01.2012                                                                                                                                                                                                     zurück        zur Hauptseite
 

Aus der Praxis

Besonders in Deutschland, aber auch in den anderen Industriestaaten wird intensiv an elektrischen Antriebssystemen geforscht - das Elektroauto soll in der nahen Zukunft ja eine marktfähige Alternative für mit fossilen Brennstoffen angetriebene Fahrzeuge sein. Zudem wird in der öffentlichen Diskussion immer wieder der Klimaschutz mit den CO₂-Einsparungen genannt. In diesem Zusammenhang wurde schon sehr lange an den verschiedensten Batterie- und Akkumulatorsystemen, aber auch an der Verwendung von Sonnenenergie oder dem Einsatz von Brennstoffzellen geforscht. Während früher diese Forschungen von kleinen Teams geleistet wurden, sind die großen Autokonzerne wie BMW, VW, Peugot und Toyota, um nur einige zu nennen, heute dabei, mit intensiven Anstrengungen Boden wett zu machen. Für die Forschungen benötigt man aber einen großen Aufwand an Kommunikation und Organisation - mit einer Projektmanagementsoftware wie Microsoft Project Alternative. Nur mit einer solchen Software kann der intensive manpower-Einsatz weltweit koordiniert und effizient genutzt werden.