{"id":78379,"date":"2024-01-14T13:08:19","date_gmt":"2024-01-14T13:08:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/zink-luft-batterie-zusammensetzung-und-anwendung\/"},"modified":"2024-01-14T16:30:07","modified_gmt":"2024-01-14T16:30:07","slug":"zink-luft-batterie-zusammensetzung-und-anwendung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/zink-luft-batterie-zusammensetzung-und-anwendung\/","title":{"rendered":"Zink-Luft-Batterie | Zusammensetzung und Anwendung"},"content":{"rendered":"<h2>Zink-Luft-Batterien<\/h2>\n<p>Zink-Luft-Batterien sind sowohl nicht wiederaufladbare als auch mechanisch wiederaufladbare Metall-Luft-Batterien, die durch die Oxidation von Zink mit Sauerstoff aus der Luft betrieben werden. Diese Batterien haben hohe Energiedichten und sind relativ kosteng\u00fcnstig in der Herstellung. Zink-Luft-Batterien bieten spezifische und volumetrische Energiedichten von etwa 500 Wh.kg<sup>-1<\/sup> und 1000 Wh.L<sup>-1<\/sup>, die zu den h\u00f6chsten f\u00fcr ein Batteriesystem geh\u00f6ren. Die kommerziell verf\u00fcgbare prim\u00e4re Zink-Luft-Batterie hat einen Aufkleber \u00fcber den Luftzugangs\u00f6ffnungen, der erst unmittelbar vor Gebrauch entfernt wird. Nachdem der Aufkleber entfernt wurde, wird empfohlen, die Batterie kontinuierlich zu verwenden.<\/p>\n<h2>Grundlegende Reaktion und Elektrische Eigenschaften<\/h2>\n<p>Die Gesamtreaktion in einer Zink-Luft-Batterie kann wie folgt dargestellt werden: Zn(s) + O<sub>2<\/sub>(g) \u21cc 2ZnO(s) [e\u00b0 = +1.59 V]. Eine elektrische Batterie ist im Wesentlichen eine Quelle f\u00fcr Gleichstromenergie. Sie wandelt gespeicherte chemische Energie durch einen elektrochemischen Prozess in elektrische Energie um und bietet so eine Quelle der elektromotorischen Kraft, um Str\u00f6me in elektrischen und elektronischen Schaltkreisen zu erm\u00f6glichen. Eine typische Batterie besteht aus einer oder mehreren Volta-Zellen.<\/p>\n<h2>Aufbau und Funktionsweise<\/h2>\n<p>Das grundlegende Prinzip in einer elektrochemischen Zelle sind spontane Redoxreaktionen in zwei Elektroden, die durch einen Elektrolyten getrennt sind, einer Substanz, die ionisch leitf\u00e4hig und elektrisch isolierend ist. Chemische Energie kann beispielsweise in Zn oder Li gespeichert werden, die hohe Energietr\u00e4ger sind, da sie nicht durch d-Elektronenbindung stabilisiert sind, im Gegensatz zu \u00dcbergangsmetallen. Obwohl es eine breite Palette von Batterietypen mit verschiedenen Materialkombinationen gibt, verwenden alle das gleiche Prinzip der Oxidations-Reduktions-Reaktion. Batterien sind so konzipiert, dass die energetisch g\u00fcnstige Redoxreaktion nur stattfinden kann, wenn Elektronen durch den externen Teil des Stromkreises flie\u00dfen.<\/p>\n<h2>Vorteile und Nachteile von Zink-Luft-Batterien<\/h2>\n<p>Vorteile:<\/p>\n<ul>\n<li>Prim\u00e4rbatterien haben eine h\u00f6here Energiedichte als wiederaufladbare Sekund\u00e4rzellen.<\/li>\n<li>Hohe spezifische Energie, lange Lagerzeiten (geringe Selbstentladung) und sofortige Einsatzbereitschaft geben Prim\u00e4rbatterien einen einzigartigen Vorteil gegen\u00fcber anderen Energiequellen.<\/li>\n<li>Sie sind in der Regel die beste Wahl f\u00fcr Anwendungen mit geringem Stromverbrauch.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Nachteile:<\/p>\n<ul>\n<li>Der Hauptnachteil von Prim\u00e4rbatterien ist, dass sie nicht wiederaufladbar sind.<\/li>\n<li>Ein weiterer Nachteil ist ihre geringe C-Rate.<\/li>\n<li>Die Anwendung von Prim\u00e4rbatterien f\u00fchrt zu einer gro\u00dfen Menge an zu recycelnden Abfallbatterien.<\/li>\n<li>F\u00fcr gro\u00dfe Batterien sind Prim\u00e4rbatterien normalerweise nicht kosteneffektiv.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Charakteristiken von Zink-Luft-Batterien<\/h2>\n<p>Zum Vergleich und Verst\u00e4ndnis der F\u00e4higkeit jeder Batterie sind einige wichtige Parameter charakteristisch f\u00fcr jede Batterie, auch innerhalb eines Batterietyps. Diese Parameter sind eine Referenz, wenn eine Batterie ben\u00f6tigt wird und spezifische Qualit\u00e4ten erforderlich sind, da Batterien in allen Arten von Ger\u00e4ten und f\u00fcr unendliche Zwecke verwendet werden.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Zellspannung:<\/strong> Die nominale Leerlaufspannung f\u00fcr eine Zink-Luft-Zelle betr\u00e4gt 1,4 Volt. Die Betriebsspannung w\u00e4hrend der Entladung h\u00e4ngt von der Entladungslast und der Temperatur ab.<\/li>\n<li><strong>Abschaltungsspannung:<\/strong> Die nominale Abschaltungsspannung f\u00fcr Zink-Luft-Zellen betr\u00e4gt 0,9 Volt.<\/li>\n<li><strong>Kapazit\u00e4t:<\/strong> Die coulometrische Kapazit\u00e4t ist die gesamten verf\u00fcgbaren Amperestunden, wenn die Batterie bei einem bestimmten Entladestrom von 100% SOC auf die Abschaltungsspannung entladen wird.<\/li>\n<li><strong>C-Rate der Batterie:<\/strong> Die C-Rate wird verwendet, um auszudr\u00fccken, wie schnell eine Batterie relativ zu ihrer maximalen Kapazit\u00e4t entladen oder geladen wird.<\/li>\n<li><strong>Selbstentladung:<\/strong> Batterien entladen sich allm\u00e4hlich selbst, auch wenn sie nicht angeschlossen sind und keinen Strom liefern.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Zink ist ein sehr vielversprechendes Element aufgrund seiner Entsorgbarkeit, seiner nicht-toxischen Verhaltensweise und weil es als Sekund\u00e4rzelle verwendet werden kann. Trotz dieser Vorteile handelt es sich hierbei um eine Prim\u00e4rbatterie und sie kann nicht aufgeladen werden. Bei gr\u00f6\u00dferen Einheiten k\u00f6nnten die Batterien mechanisch aufgeladen werden, indem die Zinkelektrode und der Elektrolyt physisch ersetzt werden. Elektrische Aufladeoptionen sind heutzutage in der Entwicklung, aber da diese Entwicklung noch in ihren Anf\u00e4ngen steckt, werden viele Jahre ben\u00f6tigt, um diese Technologie zu erreichen.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/zinc-air-battery-composition.png\" alt=\"Zinc-air Battery\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/electric-battery\/zinc-air-battery\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Zink-Luft-Batterie ist eine nicht wiederaufladbare und auch mechanisch wiederaufladbare Metall-Luft-Batterie, die durch Oxidation von Zink mit Luftsauerstoff betrieben wird.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":4062,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_generate-full-width-content":"","footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"class_list":["post-78379","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-unkategorisiert","generate-columns","tablet-grid-50","mobile-grid-100","grid-parent","grid-50"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v17.9 - 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