Galvanisches Element

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Galvanische Zelle

Eine galvanische Zelle, galvanisches Element oder galvanische Kette ist eine Vorrichtung zur spontanen Umwandlung von chemischer in elektrische Energie. Sie wird in Batterien und Akkumulatoren verwendet.

Eine Kombination von zwei verschiedenen Elektroden und einem Elektrolyten bezeichnet man als galvanisches Element
Die Kapazität eines galvanischen Elements versteht man das Produkt aus Entladungsstromstärke und -zeit
Funktion der galvanischen Zelle beruht auf einer Redoxreaktion
Reduktion und Oxidation laufen räumlich getrennt in jer einer Halbzelle (Halbelement/Eine Kammer) ab
Ein Elektronenleiter und ein Ionenleiter schließt den Stromkreislauf
Spannungsberechung ermöglicht die Nernst-Gleichung
- Abhängigkeit von:
  - Art des Metalls (Elektrochemische Spannungsreihe)
  - Konzentration der jeweiligen Lösungen in den Halbzellen
  - Temperatur

Erläuterung

Im Gegensatz zur Elektrolyse, beispielsweise in der Galvanotechnik, kann in der galvanischen Zelle elektrische Energie gewonnen werden, während die Elektrolyse elektrische Energie verbraucht. Die Anode (-) ist in einer galvanischen Zelle negativ geladen, die Kathode (+) positiv, während bei der Elektrolyse die Kathode negativ und die Anode positiv geladen ist.

Versuchsanordnung des Froschschenkel-Experiments, aus dem De viribus electricitatis in motu musculari

Warum Galvanisches Element

Der Name geht auf den italienischen Arzt Luigi Galvani zurück. Er entdeckte, dass ein mit Instrumenten aus verschiedenartigen Metallen berührter Froschschenkel-Nerv Muskelzuckungen auslöst, da das so gebildete Redox-System als galvanische Element Spannung aufbaut, so dass Strom fließt.

1936 wurden in der Nähe Bagdads Tongefäße aus dem 2. Jahrhundert v. Chr. gefunden, von denen vermutet wird, dass sie als galvanische Zelle für Vergoldungen verwendet worden sein könnten. Sie wurden unter dem Namen Bagdad-Batterie bekannt. Diese Interpretation als galvanische Zelle ist allerdings umstritten.