Thomas Lehmann

An dieser Stelle möchten wir Ihnen wöchentlich ein neues Thema aus der Elektrochemie vorstellen.
Sie denken vielleicht:
  - Elektrochemie kennen Sie nicht?
  - Damit haben Sie nichts zu tun, davon wollen Sie nichts wissen?
Lassen Sie sich doch überzeugen und schauen Sie auch in den nächsten Wochen herein!
Bestimmt haben Sie schon mal etwas von galvanischer Zelle oder Volt gehört! Beide Begriffe gehen auf die italienischen Naturwissenschaftler und Elektrochemiker Galvani und Volta zurück und gehören schon fast zum alltäglichen Sprachgebrauch. Aber auch elektrochemisch erzeugte oder veredelte Gegenstände umgeben Sie in größerem Ausmaße als Sie denken! Ja man kann wirklich sagen "Elektrochemie immer und überall"!
Das glauben Sie nicht? Dann stellen Sie sich doch einmal folgenden Tagesablauf vor: Morgens werden Sie wahrscheinlich - wenn auch in unangenehmer Weise - von einem Wecker aus den Träumen gerissen, der vielleicht mit Batterien oder Akkumulatoren betrieben wird, ein Beispiel der elektrochemischen Energiekonversion (Abb 1). Auch wenn Sie den Wecker ungern hören, der Hörvorgang basiert auf Nervenimpulsen, die durch elektrische Ladungstransporte und elektrochemische Membranpotentiale weiter geleitet werden (Abb.2). Überhaupt Ihre Wahrnehmungs- und Denkprozesse! Basierend auf elektrischen Impulsen werden immer elektrochemische Vorgänge zur Signalweiterverarbeitung benötigt. Ohne dieses ausgeklügelte Informationssystem könnten Sie als Lebewesen nicht existieren!

Abbildung 1: Der "Morgenschreck"	Abbildung 2: Signalleitung in Nervenbahnen
Abbildungen anklicken zur vergrösserten Ansicht	Abbildung 3: Badarmaturen

Wenn Sie dann aufgestanden sind und sich ins Bad geschleppt haben, werden Sie Ihre Badarmaturen bedienen. Ein Teil dieser Armaturen, deren Oberflächen so glitzern und glänzen, ist galvanisch, also elektrochemisch erzeugt.
Als Mann - verzeihen Sie mir die Einseitigkeit - werden Sie vielleicht einen Trockenrasierer benutzen, dessen Scherblatt durch Mikroelektroformen hergestellt wurde, was nur eines der vielen Beispiele ist, denn kein anderes Verfahren ist in der Lage in wirtschaftlicher Weise Strukturierungen hoher Präzision im Mikromaßstab zu erzeugen.
Vergessen Sie nicht das Schlafzimmer kurz zu belüften! Sie bedienen den Kipphebel und öffnen das Fenster, das aus einem Holz- oder PVC-Rahmen besteht. Wußten Sie, daß PVC, Lacke und Farben Produkte der Chemie sind, deren Zwischenprodukte ohne Chlor (rund 55% aller chemischen Produkte benötigen Chlor!) bzw. Natronlauge kaum herstellbar wäre? Beides sind ganz wichtige elektrochemische Produkte, deren Elektrolysekapazitäten weltweit im Bereich von 50 Mio. Tonnen liegen.

Abbildung 4: Chlorstammbaum

Beim Gang in die Küche streift Ihr Blick den alten Milchtopf aus Aluminium und das kleine Zinkgießkännchen für Ihre Blumen, beide aus Metallen gemacht, die elektrochemisch gewonnen oder raffiniert werden. Das Aluminium, welches Ihnen in Form des Haustürrahmens und später in vielen anderen Formen wieder und wieder begegnen wird, ist eines der wichtigsten Elektrolyseprodukte, das weltweit in der Größenordnung von mehr als 20 Mio. Tonnen pro Jahr hergestellt wird. Sollten Sie nun das Frühstück mit einem konfektionierten Fruchtsaft beginnen, so denken Sie bestimmt nicht darüber nach, warum er nicht so sauer wie ein frisch gepresster schmeckt, obwohl kein Zucker zugesetzt wurde. Hier könnten Sie ein Produkt im Glas haben, dessen Säureanionen durch Elektrodialyse - im weitesten Sinne ein elektrochemischer Prozess - also Ionenwanderung im elektrischen Feld, extrahiert wurden.
Sie entscheiden sich, noch ein bißchen mehr Zeit in der Familie zu verbringen. Sie schauen ihrem Kleinkind zu, wie es gerade mit der praktischen Fertignahrung gefüttert wird, die Molke enthält. Wußten Sie, daß Molke aus aufgesalzenen "Brühen" der Käseherstellung durch elektrodialytische Entsalzung gewonnen wird?

Abbildung 5: Mobiltelephon

Nun nehmen Sie Ihr Mobiltelephon in die Hand, um an Ihrer Arbeitsstelle Bescheid zu sagen, daß Sie etwas später kommen. Wußten Sie, wieviel Elektrochemie in diesem Gerät steckt? Nicht nur die Lithiumbatterie - ein elektrochemisches Hochleistungsprodukt - sondern eine Vielzahl von kupferhaltigen elektrischen Verbindungen, Leiterplatten, (eventuell vergoldeten) Kontaktstiften von Mikrochips etc. sind galvanisch hergestellt und in ihre endgültige Funktionsform gebracht worden. Mikroprozessoren und Chips, ohne die weder unsere Kommunikation, noch unsere vielen elektronischen Geräte funktionieren würden, sind auf Basis von hochreinem Silizium hergestellt. Dieses ist wiederum ein Produkt der Chlorchemie!

Abbildung 6: Elektrotauchlackierung

Abbildung 7: Galvanik im Auto

Abbildung 8: Brennstoffzelle

Abbildung 9: Lambdasonde

Abbildung 10: CD

Abbildung 11: Druckerkopf des Tintenstrahldruckers

Ähnliche Produkte sind in einer noch größeren Vielzahl in der Elektronik Ihres Fahrzeugs enthalten, in das Sie vielleicht gleich einsteigen werden. Aber bevor Sie es tun, werfen Sie noch einen prüfenden Blick auf die Karosserie - kein Rost, keine Lackschäden? Gute Verarbeitung? Wahrscheinlich elektrolytisch verzinktes Blech, elektrotauchlackierte Karosserieteile! Galvanisch vernickelte und damit korrosionsbeständige Schrauben! Und überhaupt! Wussten Sie, daß ein Mittelklassewagen mehr als 1000 galvanisch behandelte Teile enthält, von hartverchromten Pleuelstangen oder Federbeinen bis zur optischen Veredelung von Instrumenteneinfassungen?

Inzwischen brummt der Motor, die Abgasreinigung funktioniert jetzt, dank der elektronischen Motorregelung und einem Messfühler im Abgas - der sogenannten Lambdasonde - die als elektrochemische Zelle mit einem keramischen Festelektrolyten den Restsauerstoff misst und der Motorelektronik die Messdaten zur exakten Einstellung des Benzin/Luftgemisches liefert.
Zur Entspannung im hektischen Berufsverkehr schieben Sie die CD mit Ihrer Lieblingsmusik in das Autoradio, ohne zu wissen, daß die Silberscheibe wieder etwas mit unserem Thema zu tun hat. CD´s erhalten ihre Struktur mittels Werkzeugen, die durch Elektroformen in höchster Präzision hergestellt werden. Genauso wie der Druckerkopf Ihres Tintenstrahldruckers, mit dem Sie heute im Büro die hoch aufgelösten Farbbilder aus Ihren Ferien ausdrucken werden.
Dort angekommen, sollten Sie heute an Ihren Obulus für die Kaffeekasse denken, haben Sie genügend Kleingeld? Wußten Sie, daß die Euromünzen, nach denen Sie jetzt in Ihren Taschen suchen, wiederum elektrochemische Produkte, nämlich Nickel und Kupfer, enthalten und damit ihr charakteristisches Aussehen und Farbe bekommen haben?
Angesichts des hektischen Arbeitstages beschließen Sie, den heutigen Tag mit einem guten Gläschen Cognac ausklingen zu lassen. Aber Zuhause! Nicht nur um der Angst wegen einer Alkoholkontrolle zu entgehen! Gerade hatten Sie gelesen, daß die Alkoholmessung auch in der Atemluft mit einem Gerät durchgeführt wird, in dem ein elektrochemischer Sensor spezifisch Alkohol mißt - beeindruckend! Aber auch beim Cognac fällt Ihnen noch die Geschichte ein, die Sie neulich in der Zeitschrift gelesen haben. Danach sollen Whisky und Cognac einen Teil ihres charakteristischen Geschmacks durch Verwendung des Elektrolyseproduktes Kupfers, aus dem die Destillationsapparatur besteht, erhalten. Experimente in Glasdestillen ergaben ein vergleichsweise geschmackloses Produkt, was passiert da? Etwa auch etwas elektrochemisches ? Bevor Sie im Grübeln versinken, sollten Sie sich noch daran erinnern, daß Sie morgen beim Juwelier vorbeischauen wollten. Obwohl der Goldschmuck so teuer geworden ist! Da fällt Ihnen ein, daß auch preisgünstigerer und trageleichterer Goldhohlschmuck angeboten wird, wieder so ein Elektrolyseprodukt, dieses Mal durch Galvanoplastik hergestellt!
Mit diesen angenehmen Gedanken beenden Sie Ihren Alltag der "elektrochemischen Begegnungen", obwohl es noch eine Vielzahl von weiteren Beispielen gäbe.