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Energieeffizienz & Energiespeicher
Der Energieverbrauch kann grundsätzlich in jedem Bereich mit Energieeffizienz stark gesenkt werden.
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Eine Batterie-Anode ist eine Elektrode, an der Oxidationsreaktionen stattfinden, bei denen Atome Elektronen abgeben. Die negativ geladenen freien Elektronen fliessen dann aus dem Minuspol der Batterie heraus und erzeugen einen elektrischen Strom. Es sei darauf hingewiesen, dass Elektrizität üblicherweise in die entgegengesetzte Richtung des Elektronenflusses fliesst.
Anionen, negativ geladene Atome, die über einen Elektronenüberschuss verfügen, fliessen in Richtung einer Anode und durchströmen den Elektrolyten in einer Batterie oder Brennstoffzelle. Kationen, positiv geladene Atome, die Elektronen verloren haben, werden an der Anode gebildet und fliessen zur Kathode.
Anoden finden sich in Batterien, Brennstoffzellen und anderen polarisierten elektrischen Geräten wie Vakuumröhren. Die Anodenmaterial wird durch den metallischen Stromkollektor mit dem elektrischen Schaltkreis verbunden.
Anoden finden sich in Batterien, Brennstoffzellen und anderen polarisierten elektrischen Geräten wie Vakuumröhren. Obwohl eine Anode technisch gesehen als eine Elektrode definiert ist, an der eine Oxidation stattfindet, bei der Atome Elektronen abgeben, kehrt sich dieser Prozess in einer wiederaufladbaren Batterie um. Es ist daher üblich, die Anode immer als die Elektrode zu bezeichnen, die während der Entladung der Batterie als Anode fungiert.
In Wirklichkeit wird diese Elektrode während des Aufladens zur Kathode, wenn sich der Stromfluss umkehrt, aber sie wird oft weiterhin als Anode bezeichnet.
In vielen Batterien wird Graphit als Anodenmaterial verwendet. Die Bemühungen zur Verbesserung der Batterieleistung haben sich in den vergangenen Jahren eher auf die Verbesserung der Kathodenleistung konzentriert, obwohl es jetzt ein zunehmendes Interesse an der Verbesserung der Anodenleistung gibt. Dies hat zur Verwendung von Lithium– und Siliziumanoden geführt, die die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien potenziell um 20 bis 40 Prozent erhöhen könnten. Solche Siliziumbatterien gibt es teilweise auf dem Markt schon im 2021. Anoden-Chemie ist daher die Chemie und die Forschung um Anoden.
Zu den Herausforderungen gehören die Ausdehnung, die zur Rissbildung führt, da Silizium-Anoden Elektronen absorbieren, und die schlechte Stabilität in Verbindung mit den hohen Kosten für Lithium-Anoden. Auch Aluminium wurde bereits als Anodenmaterial verwendet, allerdings mit begrenztem Erfolg in Lithium-Ionen-Batterien, obwohl es in jüngster Zeit bedeutende Fortschritte bei neuen Aluminium-Ionen-Batterien gegeben hat.
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