Galvanische Zelle
Eine galvanische Zelle, galvanisches Element oder galvanische Kette ist eine Vorrichtung zur spontanen Umwandlung von chemischer in elektrische Energie. Jede Kombination von zwei verschiedenen Elektroden und einem Elektrolyten bezeichnet man als galvanisches Element, und sie dienen als Gleichspannungsquellen. Der charakteristische Wert ist die eingeprägte Spannung. Unter der Kapazität eines galvanischen Elements versteht man das Produkt aus Entladungsstromstärke mal Zeit.
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 galvanisches Element Spannung aufbaut, so dass Strom fließt.
Geschichte[Bearbeiten]
Der Nachweis zu frühesten galvanischen Zellen in der Antike ist umstritten; es konnte mit einem Nachbau der etwa 1800 Jahre alten Bagdad-Batterie eine elektrische Spannung erzeugt werden. Ob das originale antike Tongefäß ursprünglich zu diesem Zweck verwendet wurde, ist nicht bekannt und eine Hypothese.
Die Entwicklung von galvanischen Zellen, wie sie heute üblich sind, begann in der jüngeren Neuzeit. Auslöser der Forschungsarbeiten waren Beobachtungen, die Luigi Galvani um 1780 durchgeführt hatte: Wenn er Froschschenkel mit zwei miteinander verbundenen Drähten aus verschiedenen Metallen berührte, zuckten die Muskeln. Im Jahr 1790 zeigte Alessandro Volta, dass Tierbestandteile für den Aufbau von Batteriezellen nicht notwendig sind. Er verwendet in den Folgejahren mit Kochsalzlösung getränktes Papier, welches zwischen Metallplatten aus Kupfer und Zink aufgestapelt wird und als Voltasche Säule bekannt ist.
Das Leclanché-Element wurde 1866 von Georges Leclanché patentiert und zählt zu den heute nicht mehr verwendeten „Nassbatterien“. Es stellt eine elektrische Batterie (Primärelement) dar, ist also nicht wieder aufladbar, und war in der ursprünglichen Form mit flüssigem Elektrolyt ausgestattet. Technische Verbesserungen an dem Leclanché-Element führten zu einem gelierten Elektrolyt; dies stellt einen Vorläufer der Trockenbatterien wie die heute übliche Zink-Kohle-Zelle und die Alkali-Mangan-Batterie dar.
Der Nickel-Eisen-Akkumulator, einer der ersten wiederaufladbaren Akkumulatoren (Sekundärzelle), wurde fast gleichzeitig und unabhängig voneinander von dem US-Amerikaner Thomas Alva Edison und dem Schweden Waldemar Jungner um das Jahr 1900 entwickelt. Er gilt als Vorläufer des später entwickelten und verbesserten Nickel-Cadmium-Akkumulators.
