Der Akku: Laden und Entladen
Ein Akkumulator lässt sich wieder aufladen. Beim Entladen arbeitet er als galvanisches Element, beim Laden als Elektrolyse.
Das lernst du heute
- Ich erkläre den Unterschied zwischen Batterie und Akku.
- Ich beschreibe Laden und Entladen als Umkehrung.
- Ich ordne die Energieumwandlungen richtig zu.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Die Batterie: Aufbau und Funktion, Elektrolyse: Mit Strom Stoffe zerlegen
Ein Akkumulator, kurz Akku, ist ein Energiespeicher, den man wieder aufladen kann. Man nennt ihn auch Sekundärzelle. Beim Entladen läuft eine Redoxreaktion von allein ab. Der Akku arbeitet wie ein galvanisches Element und liefert Strom. Chemische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt. Beim Laden legt man von außen Gleichstrom an. Dann läuft die Reaktion rückwärts ab, so wie bei einer Elektrolyse. Elektrische Energie wird in chemische Energie umgewandelt. Das Ladegerät erzwingt die Umkehrung. Das klassische Beispiel ist der Bleiakku im Auto. Er enthält Blei, Bleidioxid und Schwefelsäure. Beim Entladen gilt: Pb + PbO₂ + 2 H₂SO₄ → 2 PbSO₄ + 2 H₂O. Am Minuspol gibt Blei Elektronen ab: Pb + SO₄²⁻ → PbSO₄ + 2 e⁻. Beim Laden läuft die Gleichung rückwärts. Eine Zelle liefert etwa 2 V. Sechs Zellen in Reihe ergeben die 12 V im Auto. Ein Akku lässt sich nicht beliebig oft laden. Mit jedem Zyklus verändern sich die Elektroden ein wenig. Nach vielen Zyklen sinkt die Kapazität. Bleiakkus enthalten giftiges Blei und ätzende Schwefelsäure. Beim Laden kann Knallgas entstehen. Arbeiten am Autoakku gehören in die Fachwerkstatt.
| Entladen | Laden | |
|---|---|---|
| Arbeitsweise | wie ein galvanisches Element | wie eine Elektrolyse |
| Reaktion | läuft von allein ab | wird durch Strom erzwungen |
| Energie | chemisch → elektrisch | elektrisch → chemisch |
| Bleiakku | Pb + PbO₂ + 2 H₂SO₄ → 2 PbSO₄ + 2 H₂O | 2 PbSO₄ + 2 H₂O → Pb + PbO₂ + 2 H₂SO₄ |
Spannung des Autoakkus
- Eine Zelle liefert etwa 2 V.
- Der Autoakku liefert 12 V.
- 12 V : 2 V = 6.
- Er besteht aus 6 Zellen in Reihe.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Entladen: Reaktion liefert Strom.
Laden: Strom kehrt die Reaktion um.
So lässt sich der Akku wieder nutzen.
Ein Beispiel
Ein Akku ist wie ein Gummiband. Beim Spannen steckst du Energie hinein (Laden). Beim Loslassen bekommst du sie zurück (Entladen). Nach sehr vielen Malen wird das Band schlaff.
Schritt für Schritt
Wir ordnen Laden und Entladen zu
- Ein Handy-Akku liefert Strom: Das ist das Entladen.
- Dabei läuft die Reaktion von allein ab, chemische Energie wird elektrisch.
- Am Ladegerät läuft die Umkehrung ab, elektrische Energie wird chemisch.
- Laden und Entladen gehen nicht unbegrenzt oft.
Mit einem Bild erklärt
| Situation | Entladen oder Laden? |
|---|---|
| Die Lampe leuchtet | Entladen |
| Das Ladegerät steckt | Laden |
| Der Anlasser dreht den Motor | Entladen |
Zur Grundlage zurück
- Die Batterie: Aufbau und Funktion – Du kennst die Batterie.
- Elektrolyse: Mit Strom Stoffe zerlegen – Du kennst die Elektrolyse.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Zeig mir den ersten Schritt
Denke an die Elektrolyse.
Lösung ansehen
Lösung: Strom kehrt die Reaktion um.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Ein Autoakku hat 12 V. Eine Zelle liefert etwa 2 V. Wie viele Zellen sind es?
Zeig mir den ersten Schritt
Teile 12 durch 2.
Lösung ansehen
Lösung: 6
12 : 2 = 6 Zellen.
Tipp: Frage bei jedem Vorgang: Läuft die Reaktion von allein ab oder erzwingt sie ein Ladegerät? Daran erkennst du Entladen und Laden.
Merksatz: Akku: wiederaufladbar. Entladen = galvanisches Element (chemisch → elektrisch). Laden = Elektrolyse (elektrisch → chemisch).
Typischer Fehler: Viele denken, beim Laden werde Strom einfach eingefüllt. Der Strom löst eine Reaktion aus, bei der Stoffe zurückgebildet werden. Die Energie steckt dann in den Stoffen.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: Akkumulator
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Lösung: Stimmt
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Lösung: Pb + PbO₂ + 2 H₂SO₄ → 2 PbSO₄ + 2 H₂O
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Lösung: Er enthält Blei und Schwefelsäure, beim Laden kann Knallgas entstehen.
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Lösung: Stimmt nicht
Geschafft
Ein Akku ist ein wiederaufladbares galvanisches Element. Beim Laden wird die Reaktion durch Strom umgekehrt.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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