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Das Leclanché-Element ist ein historisches galvanisches Element, das von Georges Leclanché entwickelt und 1866 patentiert wurde.[1] Es stellt eine elektrische Batterie (Primärelement) dar und war in der ursprünglichen Form mit flüssigem Elektrolyt ausgestattet. Es zählt damit zu den heute nicht mehr verwendeten „Nassbatterien“. Verbesserungen führten zu einem gelierten Elektrolyt und es stellt einen Vorläufer der Trockenbatterien wie dem Zink-Kohle-Element und der Alkali-Mangan-Batterie dar.

Inhaltsverzeichnis

AllgemeinesBearbeiten

 
Leclanché-Element

Das Leclanché-Element weist eine Klemmenspannung von 1,5 V auf und besteht aus einer Anode aus Zink, die den negativen Anschluss darstellt, einem Elektrolyt aus mit Quellmitteln (Mehl, Stärke, Methylcellulose) angedickter Ammoniumchloridlösung, und einer Kathode aus einer gepressten Mischung aus Braunstein und Kohlenstoff (in Form von Graphit oder „Acetylenruß“→Ruß) mit einem Graphitstab als Ableitung, die den positiven Anschluss der Zelle darstellt. Die Kathode ist zum Elektrolyt hin durch Braunstein umgeben, der als Depolarisator wirkt.

Das Leclanché-Element war wirtschaftlich über viele Jahrzehnte erfolgreich und wurde unter anderem zur Versorgung von Eisenbahntelegraphen und Hausklingeln eingesetzt. Dabei durchlief das Element über Jahre laufende Verbesserungen: Eine wesentliche Verbesserung und erster Schritt zum Trockenelement erfolgte durch den Ersatz des flüssigen Elektrolyts (Ammoniumchloridlösung) durch die Zugabe von Quellmitteln. In weiterer Folge wurde der gelierte Elektrolyt durch dünne Separatorpapiere in Sektoren aufgeteilt und durch Beigabe von Zinkchlorid die Energiedichte erhöht. Im Bereich der Zinkanode kamen verschiedene Metalllegierungen und Verschlusssysteme zum Einsatz, um die Wasserstoffentwicklung bei der Entladung zu reduzieren bzw. durch Luftabschluss die Lagerfähigkeit der Elemente zu erhöhen.

ElektrochemieBearbeiten

 
Weiterentwickeltes Leclanché-Element: Zink-Mangandioxid/Kohle-Batterie

Die Reaktionsgleichung bei Entladung der Zelle lautet:

Negative Elektrode (Anode):

 

Positive Elektrode (Kathode):

 

Elektrolytlösung (Komplexbildung):

 

Als Gesamtreaktion ergibt sich:

 

LiteraturquellenBearbeiten

  • Lucien F. Trueb, Paul Rüetschi: Batterien und Akkumulatoren. 1. Auflage. Springer, 1998, ISBN 3-540-62997-1.
  • H.A. Kiehn: Battery Technology Handbook. 2. Auflage. Marcel Dekker Inc., 2003, ISBN 0-8247-4249-4.

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Georges Leclanché: Französisches Patent Nr. 71 865, erteilt 1866

WeblinksBearbeiten