Bleiakkumulator

Ein Bleiakkumulator stellt ein Sekundärelement dar, das heißt es handelt sich dabei um eine galvanische Zelle bei der sich die chemischen Vorgänge bei der Enladung durch zuführen von elektrischem Strom rückgängig machen lassen (Aufladung).

Der Bleiakkumulator besteht aus einer Blei- und einer Bleidioxid-Elektrode. 20% ige Schwefelsäure dient als Elektrolyt. Bei der Entladungsreaktion des Bleiakkumulator wird an der Anode (negativen Elektrode) Blei zusammen mit Hydrogensulfat zu Bleisulfat und einem Proton umgesetzt. Die dabei freiwerdenden Elektronen gelangen über einen äußeren Stromkreis zur Bleidioxid-Elektrode (Kathode/ positive Elektrode), an der Bleidioxid zusammen mit Protonen und Hydrogensulfat zu Bleisulfat und Wasser umgesetzt wird:

 

Negative Elektrode:     Pb (s) + HSO4- PbSO­4 + 2e- + H+                              -ε
Positive Elektrode:       3 H+ + PbO2 (s) + 2e- + HSO4- PbSO4 (s) + 2 H2O    ε
Gesamtreaktion: Pb (s) + PbO2 (s) +  2H+ + 2 HSO4- 2 PbSO4 (s) + 2H2O
ε0 (PbSO4/Pb) = -0,356 V
ε0 (PbO2/PbSO4) = +1,685 V
E0 = 1,685 V – (-0,356 V) = +2,04 V

Bei Entladungsvorgang wird Schwefelsäure verbraucht und Wasser gebildet. Die Schwefelsäure wird somit verdünnt. Aus diesem Grund lässt sich der Akkuladezustand durch eine Dichtemessung des Elektrolyten bestimmen.

Es ist jedoch falsch anzunehmen, dass das Hinzufügen von konzentrierter Schwefelsäure eine erhöhte Leistung des Akkus zur Folge hätte. Gibt man konzentrierte Schwefelsäure hinzu so wird die Konzentration der Protonen in der Lösung erhöht. Das hätte nach der Nernst-Formel beim Aufladen des Akkus zur Folge, dass das Potential von (2 H+/H2) positiver würde und könnte daher dazu führen, dass beim Ladeprozess (eine Elektrolyse) an der Kathode Wasserstoff (da die Überspannung zu gering ist) gebildet würde und kein Blei. Der Akkumulator würde somit zerstört.

Außerdem ist es wichtig, dass hochreines Blei im Bleiakkumulator verwendet wird, da Wasserstoff an hochreinem Blei eine sehr große Überspannung besitzt und somit die Wasserstoffbildung unterbunden wird. Bei Normalreinem Blei wird die Überspannung durch die Anwesenheit von edleren Metallen vermindert.  

 

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