82 Batterien können nur einmal verwendet werden und müssen dann als Sondermüll entsorgt werden. Bestimmte galvanische Elemente kann man öfter wiederverwenden. Sie sind umweltschonend und sparen Geld und Ressourcen. Nimmst du für den Versuch in Abb. 50.1 zwei Elektroden aus demselben Metall, so zeigt ein Voltmeter keine Spannung an. Verändert man jedoch die zunächst gleichen Platten auf elektrochemischem Weg so, dass ihre Oberflächen verschieden beschaffen sind, kann auch ein solches Element zu einer Spannungsquelle werden. Demonstrationsversuch: Zwei Bleiplatten werden in stark verdünnte Schwefelsäure getaucht (Abb. 50.1). Vorsicht! Ätzend! Sie können dann abwechselnd durch einen speziellen Schalter in zwei verschiedene Stromkreise mit je einem Glühlämpchen geschaltet werden. Beobachte, wie sich an den Platten ein schmutziggrauer Überzug aus Bleisulfat bildet. Drehe den Schalter in Stellung 1, sodass vom Netzgerät eine Gleichspannung von etwa 3 V an den Bleiplatten liegt. Es fließt ein Strom, das linke Glühlämpchen leuchtet. Die positive Platte färbt sich allmählich dunkelbraun, es entsteht Bleioxid. Die negative Platte wird hellgrau, es bildet sich wieder reines Blei. Öffne den Stromkreis (Schalterstellung 2) und miss die Spannung zwischen den Platten. Lege den Schalter in Stellung 3. Beobachte das rechte Lämpchen und die Elektroden. Wiederhole den Versuch! Bei diesem Versuch entstehen aus zunächst gleichen Bleiplatten solche mit ungleich beschaffenen Oberflächen. Zwischen ihnen besteht eine Spannung von 2 V, das Lämpchen leuchtet einige Zeit. Nach seinem Erlöschen sind die Oberflächen der Platten wieder gleich. Der Versuch zeigt das Prinzip des Akkumulators (accumulator), kurz Akku genannt, in dem man elektrische Energie auf chemischem Wege speichern kann. Den Vorgang des Speicherns nennt man (Auf)Laden, die Entnahme der elektrischen Energie Entladen. Sowohl beim Laden als auch beim Entladen spielen sich chemische Vorgänge ab. Einen Akku kann man öfter wieder aufladen. Beim Laden sind der Pluspol des Akkus mit dem Pluspol und sein Minuspol mit dem Minuspol einer Gleichspannungsquelle verbunden. Im Auto sind das die entsprechenden Pole der Lichtmaschine. Die Abb. 50.2 zeigt einen Bleiakkumulator, wie er in Autos verwendet wird. Die Spannung beträgt meistens 12 V und wird durch Hintereinanderschalten von sechs Zellen erreicht. Der Aufbau einer Zelle ist in Abb. 50.3 dargestellt. Anstelle von Batterien werden heute vielfach kleine Akkus verwendet. Wie beim Bleiakku tritt beim Aufladen eine elektrochemische Veränderung auf. Dadurch wird elektrische Energie gespeichert. Solche Akkus sind bis zu tausendmal wieder aufladbar. Das bedeutet einen sparsameren Umgang mit Rohstoffen und eine Verringerung des anfallenden Sondermülls gegenüber Batterien. Befindet sich im Auto wirklich eine „Batterie“? 50.1 Laden – Entladen eines Bleiakkus mit Hilfe eines Schalters Schalterstellung 1: Laden Schalterstellung 2: Neutral Schalterstellung 3: Entladen 1 2 3 Netzgerät = 50.2 Bleiakkumulator („Autobatterie“) 50.3 Aufbau eines Bleiakkumukators Positiver Plattensatz Trennplatten verhindern Kurzschlüsse Bleigitter vergrößern die Oberfläche der Platten Positive Platte Negative Platte Negativer Plattensatz Plattenblock Blockkasten 50 Akkumulatoren Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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