Bedeutung der Löslichkeit von Elektrodenmaterialien für die Kinetik poröser Elektroden

Bei porösen Elektroden in Akkumulatoren und Primärbatterien erhebt sich die Frage, ob die Elektrodenreaktion wegen der meist recht geringen Löslichkeit der aktiven Elektrodenmaterialien im Elektrolyten über die Lösungsphase verlaufen kann, ob also z. B. Pb 2+ ‐Ionen trotz des geringen möglichen Konzentrationsgefälles vom PbSO 4 zur Pb‐Oberfläche in genügendem Umfange durch den Porenelektrolyten diffundieren können. Mit Hilfe der BET‐Oberfläche A [m 2 /g], der Dichte ϱ und der Porosität p (= Porenvolumen/Gesamtvolumen) wird das erforderliche Konzentrationsgefälle Δ c in den Poren in Abhängigkeit von der Stromdichte I (A/cm 2 Elektrodenplatte) abgeschätzt. Solange Δ c kleiner als die Löslichkeit c der ausgefällten Masse (z. B. PbSO 4 ) bleibt, ist ein Reaktionsweg über die Lösungsphase möglich. Auch unter technisch ungünstigsten Bedingungen ( A = 1 m 2 /g, I = 1 A/cm 2 ) wird Δ c ≈ 4 · 10 −6 mol/l abgeschätzt, so daß eine Löslichkeit von 10 −5 mol/l auch hier ausreicht. – Ein anderer Reaktionsweg über die direkte Umwandlung an einer Festkörper‐Phasengrenze (z. B. Pb/PbSO 4 ) wäre nur bei Festkörperdiffusion von Ionen (z. B. SO   4 2− ) möglich, die fast überall auszuschließen ist. Nur eine Diffusion von Protonen erscheint diskutabel.