chemischegalvanische

Chemische galvanische Zellen, oft einfach galvanische Zellen genannt, wandeln chemische Energie in elektrische Energie durch eine spontane Redox-Reaktion um. Der Begriff bezeichnet Systeme, in denen zwei Elektroden in unterschiedlichen Elektrolyten über einen externen Leiter verbunden sind, sodass Elektronenfluss von der oxidierenden zur reduzierenden Halbzelle erfolgt.

Eine galvanische Zelle besteht aus einer Anode (Ort der Oxidation), einer Kathode (Ort der Reduktion), Elektrolyten und meist einer Salzbrücke oder einem Separatoren, der den Ionenfluss ermöglicht und den Ladungsausgleich sicherstellt. Die Zelle erzeugt eine elektromotorische Kraft (EMK), die den elektrischen Strom antreibt. An der Anode laufen Oxidationsreaktionen ab, an der Kathode Reduktionsreaktionen; die Gesamtreaktion ergibt sich aus der Summe der beiden Halbreaktionen und ist unter den gegebenen Bedingungen typischerweise spontan.

Ein klassisches Beispiel ist die Daniell-Zelle: Zn | Zn2+ (aq) | Cu2+ (aq) | Cu. Zink wird zu Zn2+ oxidiert, Kupferionen zu Kupfer reduziert. Unter Standardbedingungen liegt die Zellspannung bei etwa 1,10 Volt. Solche Prinzipien bilden die Grundlage vieler batterieschemischer Systeme.

Anwendungen reichen von Primärbatterien (z. B. Zink-Kohle- oder andere nicht wiederaufladbare Zellen) über Sekundärbatterien (z. B. Blei-Säure, Nickel-Matter, Lithium-Ionen) bis hin zu Korrosionsschutzstrategien, bei denen galvanische Paare gezielt vermieden oder kontrolliert werden. Galvanische Zellen spielen eine zentrale Rolle in der Energiespeicherung, in Elektronik und im Fahrzeugbereich, und sie bilden eine historische Brücke zur Entwicklung moderner Elektrochemie.

Der Begriff galvanisch leitet sich vom Namen des Forschers Luigi Galvani ab; die heute gebräuchliche Bezeichnung bezieht sich auf die von Volta entwickelte voltaische Zelle, die das Konzept der galvanischen Energiequelle festigte.