Was ist eine Elektrolysezelle?

In einer Elektrolysezelle wird elektrische Energie angelegt, um eine chemische Reaktion auszulösen. Zwei metallische Komponenten, Elektroden genannt, werden normalerweise in eine Flüssigkeit wie Wasser getaucht. Jede Zelle hat typischerweise eine Elektrode, die als Kathode bezeichnet wird und eine negative elektrische Ladung aufweist, und eine Anode, die eine positive Ladung aufweist. Die chemische Reaktion, die in einer Elektrolysezelle abläuft, wird Elektrolyse genannt, dh eine Substanz wird zersetzt. Wenn Wasser die Lösung ist, spaltet es sich in Wasserstoff und Sauerstoff auf, wenn Partikel von der positiven Anode zur negativen Kathode strömen.

In Industrie- und Gewerbeanlagen wird manchmal eine Elektrolysezelle verwendet, um Sauerstoff und Wasserstoff aus Wasser zu gewinnen. Die Zelle kann auch zum Aufbringen eines Metalls auf ein anderes während des Galvanisierens verwendet werden. Wiederaufladbare Batterien wie Nickel-Metallhydrid- oder Blei-Säure-Batterien verhalten sich häufig wie Elektrolysezellen. Durch die Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie können in diesen Batterietypen Energiereserven aufgebaut werden.

Batterien sind in der Regel voltaische Zellen, die chemische Energie nutzen und in Elektrizität umwandeln. Eine Voltaikzelle wird auch als galvanische Zelle bezeichnet und verwendet im Allgemeinen für jede Elektrode dasselbe Metall. Elektrolysezellen verwenden andererseits typischerweise ein Metall für die positive Elektrode und ein anderes Metall für das andere. Diese müssen sich ebenfalls in derselben Lösung befinden, damit die Reaktion stattfinden kann. Galvanische Zellen können aus zwei getrennten Zellen bestehen, die über eine Salzbrücke miteinander verbunden sind und geladene Teilchen, die Ionen genannt werden, von einer Seite zur anderen bewegen.

Eine Elektrolysezelle kann durch eine Batterie mit Strom versorgt werden, wobei Drähte mit jeder Elektrode verbunden sind, um einen elektrischen Stromkreis zu bilden. Eine Zelle kann auch mit einer anderen verbunden werden, aber im Allgemeinen benötigt jede Zelle eine andere Spannung, damit etwas Wesentliches passiert. In diesem Kreis entlädt sich typischerweise die Elektrolysezelle mit einer höheren Spannung. Es entsteht eine voltaische Zelle, während sich die Zelle mit der niedrigeren Spannung aufladen kann. Dies ist typisch für eine Elektrolysezelle.

Wasser wird häufig mit einer Elektrolysezelle in Gase zerlegt, die aus seinen molekularen Bestandteilen bestehen. Eine andere verwendete Verbindung ist Natriumchlorid, das sowohl in Chlorgas als auch in Natriumionen zerlegt werden kann; Diese verbinden sich normalerweise mit Elektronen, die von der Kathode freigesetzt werden. Natriummetall wird auf der Kathode abgeschieden, wenn sich die Ionen und Elektroden vereinigen. Elektrolysezellen werden häufig zum Raffinieren von Metallen verwendet und sind im Allgemeinen Teil der Reinigung von Aluminium, Blei, Zink sowie Kupfer.