Galvanische Zelle

Die Idee der galvanischen Zelle geht auf Luigi Galvani und Alessandro Volta im 18. Jahrhundert zurück. Sie war ein entscheidender Schritt in der Entwicklung elektrochemischer Technologien und legte den Grundstein für Batterien und Stromerzeugung.

Die galvanische Zelle setzt sich aus zwei Halbzellen zusammen, die jeweils eine Elektrode enthalten, die in eine Elektrolytlösung getaucht ist. Die Elektroden bestehen in der Regel aus unterschiedlichen Metallen oder Legierungen, um elektrochemische Unterschiede zu schaffen. Verbunden sind die Halbzellen beispielsweise durch ein Diaphragma oder eine Salzbrücke.

In der galvanischen Zelle findet eine Redoxreaktion statt, wobei Oxidation und Reduktion getrennt voneinander ablaufen. In der einen Halbzelle wird das Metall an der Elektrode oxidiert, in der anderen reduziert.

• Batterien: Die häufigsten Anwendungen galvanischer Zellen sind Batterien, z.B. Lithium-Ionen-Batterien.
• Korrosionsschutz: Galvanische Zellen werden auch zur Verhinderung von Korrosion eingesetzt. Ein bekanntes Beispiel ist die Opferanode in Wassererhitzern, die aus einem weniger edlen Metall besteht und Korrosion an der Innenwand des Behälters verhindert.
• Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle: Bei Brennstoffzellen reagieren Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser und erzeugen elektrische Energie.

Um den Sauerstoffgehalt im Atemgas zu messen, wird ein sogenannter galvanischer Sauerstoffsensor verwendet. Hierbei interagieren Kaliumhydroxid und Sauerstoff. Die bei dieser Reaktion erzeugte Energie ist direkt proportional zur Sauerstoffkonzentration. Anwendungen sind Sauerstoffsensoren für Kreislauftauchgeräte und Gasmessgeräte.

• Euler, K. (2013). Batterien und Brennstoffzellen: Aufbau Verwendung Chemie. Deutschland: Springer Berlin Heidelberg.
• Sicius, H. (2015). Wasserstoff und Alkalimetalle: Elemente der ersten Hauptgruppe: Eine Reise durch das Periodensystem. Deutschland: Springer Fachmedien Wiesbaden.
• Wiegleb, G. (2016). Gasmesstechnik in Theorie und Praxis: Messgeräte, Sensoren, Anwendungen. Deutschland: Springer Fachmedien Wiesbaden.