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  Möglichkeiten der Spannungserzeugung 2  
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2. noch chemische Spannungserzeugung
.7 Lithium-Ionen-Akku
Sehen Sie dazu auch die ausführlichen Beschreibungen unter
http://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Ionen-Akkumulator und / oder
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0810281.htm
Aufbau:
* aktives Material der negativen Elektrode => Graphit
* positive Elektrode => Lithium-Metalloxide in Schichtstruktur,
  z.B. LiCoO2 (LithiumCobaltOxid) oder LiNiO2 (LithiumNickelOxid)
* Elektrolyt => meist eine Mischung aus wasserfreien, aprotischen
  Lösungsmitteln (Ethylencarbonat, Propylencarbonat) mit niedrigviskosen
  Alkylcarbonaten/Äthern (Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat oder
  1,2-Dimethoxyethan) und Lithiumsalzen
* Der Lithium-Ionen-Akkumulator muss komplett wasserfrei sein
  (Gehalt an H2O <20 ppm), da sonst das Wasser mit dem Leitsalz
  LiPF6 zu HF (Flusssäure) reagiert.
Wirkungsweise:
Beim Laden wandern Lithium-Ionen zwischen die Graphitebenen (nC). Sie bilden mit dem Kohlenstoff eine Interkalationsverbindung (LixnC). Beim Entladen wandern die Lithiumionen zurück in das Metalloxid und die Elektronen können über den äußeren Stromkreis zur positiven Elektrode fließen.
Eigenschaften:
* Nennspannung => 3,6V/Zelle
* Energiedichte bis 120 Wh/kg
  (etwas kleiner als bei Alkali-Mangan-Batterien)
* Tiefentladung unterhalb 2,4 V/Zelle kann den Akku dauerhaft schädigen
* Temperatur-Arbeitsbereich 0°C bis +40 °C, optimal +18°C bis +25 °C
* Nutzungsdauer bis 5 Jahre


Der Lithiumionen-Akkumulator

3. Spannungserzeugung durch Licht mit Solarzellen
Die Solarenergie wird mehr und mehr genutzt und in das Netz eingespeist. Grundlage dazu ist die Solarzelle.
Das ist ein flächiger PN-Übergang (siehe dazu die Arbeitsblätter Halbleitertechnik und Dioden). Die N-Schicht ist hauchdünn und der Sonne zugewandt. Die Strahlung durchdringt die N-Schicht und trennt in der PN-Übergangszone die P- und N-Ladungsträger. Die N-Ladungsträger wandern zur N-Zone und die P-Ladungsträger in die P-Zone. An den Elektroden entsteht eine Spannung von etwa 400mV pro Zelle mit (+) an der Grundplatte und (-) an der Streifenelektrode der Oberfläche.

4. piezoelektrische Spannungserzeugung
Wird ein Kristall gebogen oder verdreht und dann entspannt, so entsteht ein große hochohmige Gleichspannung im kV-Bereich.
Die Spannung entsteht durch innere Ladungsverschiebung im Kristall.
Diese Spannung kann sich über Elektroden durch einen Funken entladen =>Piezozündung bei Brennern und im Feuerzeug.
Eine weitere Anwendung ist der Kristall-Tonabnehmer bei Plattenspielern. Umgekehrt verformt sich ein Kristall, wenn man eine Spannung anlegt. Auf diesem Prinzip beruht der piezoelektrische Lautsprecher. Am Kristall ist eine leichte Membrane befestigt, die durch die leichten Verbiegungen schwingt.

5. Spannungserzeugung durch Wärme => Thermoelektrizität
An den Kontaktstellen von zwei verschiedenen Metallen entsteht eine kleine elektrische Gleichspannung und zwar der Pluspol am edleren Material.
Bei der Kombination von Kupfer und Konstantan beträgt die Spannung etwa 200mV ... 300mV. Diese Spannungserzeugung dient nur der Messtechnik.
So kann man damit Temperaturfühler und Temperaturmessgeräte bauen.

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