Was ist der Unterschied zwischen einem Elektronen-Leiter und einem Elektrolyt?
Elektronen-Leiter:
leiten Elektronen durch halbvolles Leitungsband
enthalten Elektronen hoher Beweglichkeit
Metalle und Elektronen ind Elektronenleiter
e- reagieren auf elektrisches Feld (=örtliche Potentialgradient) durch Bewegung im Elektronenleiter
==> Elektronentansport
Elektrolyte (= Ionenleiter)
leiten typischerweise keine Elektronen
enthalten Ionen hoher Beweglichkeit
Negative Ionen = Anionen; poitive Ionen = Kationen
Ionen reagieren auf elektrisches Feld im Elektrolyten (= örtlicher Potentialgradienet) durch Bewegung im Elektrolyten
==> Ionentransport
Wie bewegen sich Ionen in verschiedenen Medien?
(Feststoff, Flüssigkeit, Polymeren)
Ionen in kristallinen Festelektrolyten brauchen Fehlstellen
Ionen in Flüssigkeiten brauchen Solvathülle für Transport
In Polymeren gibt es zwei Transportmechanismen:
ein hopping direkt von einer zur benachbarten funktionalen Gruppe oder
Transport von Ionen in solvatisierter Form in Flüssigkeitskanälen
Welche Transportprozesse unterscheiden wir?
Diffusionsstrom bei Konzentrationsgradienten:
Ionen werden auch bei E=0 aufgrund Diffusion transportiert
Elektronen: in elektrochemischem System findet üblicherweise aufgrund der verwendetetn Materialen kein Diffusionsstrom von e- statt.
Auch ungeladene Moleküle können diffundieren
Feldgerichteter Ladungstransport:
in elektrochemischen Zellen möchten wir im Elektrolyten
den Elektronenstrom minimieren
einen hohen Ionenstrom mit möglichst geringem Potentialabfall realisieren
in Elektroden ist für hohen e- Strom Potentialabfall zu minimieren
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