101Redoxreaktionen – Elektrochemie Weiterentwicklung der Akkumulatortechnik Kennzahlen von Akkumulatoren Die von Akkumulatoren zur Verfügung gestellte La dung wird durch die Angabe der Kapazität genauer gekennzeichnet (B3). Akkus der Baugröße AA sind mit Kapazitäten bis zu ca. 2850 mAh erhältlich1. Die Energiedichte gibt an, welche Kapazität ein Energieträger mit einer bestimmten Masse hat. Sie ist ein wichtiger Faktor bei Elektrofahrzeugen, bei denen es auf eine große Reichweite bei vertretbarem Gewicht ankommt. Da Bleibatterien bei einer hohen Masse auch eine geringe Kapazität haben, sind sie die Akkumulatoren mit der geringsten Energiedichte. Akkumulatoren auf der Basis von Leichtmetallen hingegen sind für die Elektromobilität interessant. Lithium-Luft-Akkus (vgl. S. 103) werden als besonders zukunftsträchtig angesehen, da sie eine deutlich höhere Energiedichte als andere Akkus haben (B4). Aufgaben A1 Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen für die im Nickel-Metallhydrid-Akkumulator ablaufende Ge samtreaktion. A2 Vergleichen Sie den Aufbau des NiMH-Akkus aus Wickelelektroden mit den verschiedenen Aufbauten des Daniell-Elements auf S. 66. A3 Fährt ein Elektroauto bergab, zeigt der Ladestandanzeiger an, dass der ZEBRA-Batterieblock aufgeladen wird. Formulieren Sie die Teilgleichungen zum Ladevorgang. A4 Formulieren Sie die Reaktionsgleichung zur Verbrennung von Benzin, wobei Sie vereinfachend von der Reaktion von Octan mit Sauerstoff ausgehen können. Vergleichen Sie die Reaktion mit den energieliefernden Prozessen im Bleiakku, S. 98, und in einer Zink-Luft-Batterie, S. 97. A5 Erklären Sie die in B4 aufgelisteten Werte für die unterschiedlichen Energiedichten. ERW EITERUNG·VERTIEFUNG·ANW ENDUNG B4 Ungefähre Energiedichten verschiedener Energiespeicher B3 Nickel-Metallhydrid-Akkus unterscheiden sich durch verschiedene Kapazitäten. 1 Die Einheit Ah steht für eine Amperestunde. 1 Ah entspricht 3600 Coulomb oder der Ladungsmenge, die innerhalb einer Stunde durch einen Leiter fließt, wenn die Stromstärke konstant 1 A beträgt. INFO Während man die nicht wiederaufladbaren Batterien zu den primären Batterien zählt, gehören Akkumulatoren der Klasse der sekundären Batterien an. In Bezug auf den Einsatz von Akkumulatoren in Autos wird sowohl alltagssprachlich als auch in der Fachliteratur häufig der allgemeine Begriff Batterie verwendet. Tatsächlich handelt es sich z.B. bei der „Autobatterie“ aber um einen Akkumulator und die Batteriesysteme für elektromobile Anwendungen sind immer auch Akkumulatoren. ((Qualität nicht ausreich end)) System Energiedichte in MJ/kg in Wh/kg Bleiakku 0,11 30 NiCd-Akku 0,14 39 NiMH-Akku 0,36 100 ZEBRA-Batterie 0,43 120 Li-Ionen-Akku 0,5 140 Li-Luft-Akku 3,6 1 000 Benzin 43 11 900 Wasserstoff 142 39 560 3377_01_01_2012_Kap2_058_123 23.09.14 06:27 Seite 101 Nu r z u Pr üf zw ec ke n Ei ge nt um d es C .C . B uc hn e V er la gs