Primärzellen

Primärzellen sind elektrochemische Zellen, die chemische Energie direkt in elektrischen Strom umwandeln und nach der Entladung nicht wieder aufgeladen werden können. Ihre chemischen Reaktionen sind irreversibel; daher gilt die Zelle als verbraucht, sobald die Reaktanten weitgehend aufgebraucht sind. Typisch liefern Primärzellen während einer bestimmten Entladungsphase eine konstante Spannung, danach sinkt sie schnell ab.

Aufbau und Funktionsweise: Eine Primärzelle besteht aus zwei Elektroden, einem Elektrolyten und einem Trennmaterial. Die Oxidationsreaktion erfolgt an der Anode, die Reduktionsreaktion an der Kathode, wodurch Elektronen durch den externen Stromkreis fließen. Der Separator verhindert einen Kurzschluss, der Elektrolyt dient als Ionenleiter. Die konkrete Zusammensetzung und der Elektrolyt unterscheiden sich je nach Typ.

Wichtige Typen und Eigenschaften: Zink-Kohle-Zellen (Leclanché) sind kostengünstig und weit verbreitet, insbesondere in Fernbedienungen und Taschenlampen. Alkalische Zellen verwenden Zink als Anode und MnO2 als Kathode, mit Kaliumhydroxid als Elektrolyt; sie liefern meist eine stabilere Spannung. Silberoxid- und Mercurioxid-Zellen kommen häufig in kleinen Knopfzellen zum Einsatz, insbesondere bei Uhren und Hörgeräten. Lithium-Primärzellen bieten eine hohe Energiedichte und arbeiten typischerweise mit einer Nennspannung von rund 3 Volt pro Zelle. Die Kapazität hängt stark von Größe und Entladerate ab.

Anwendung und Entsorgung: Primärzellen finden sich in vielen alltäglichen Geräten wie Fernbedienungen, Uhren, Taschenlampen und Spielzeugen. Da sie nicht wieder aufgeladen werden können, gelten sie als Einwegbatterien. Umweltbewusste Entsorgung und Recycling sind wichtig, da einige Typen schadstoffe enthalten; viele Länder betreiben entsprechende Rücknahmeprogramme.