Techniklexikon

Festelektrolyt

Elektrodynamik und Elektrotechnik, ein elektrisch leitender Festkörper, bei dem die Ionenleitfähigkeit s_i wesentlich grösser ist als die elektronische Leitfähigkeit s_e. Meist überwiegt dabei entweder der anionische (s_a) oder der kationische (s_k) Anteil der Ionenleitfähigkeit: s_a  s_k oder s_k  s_a. Die elektrische Leitfähigkeit weist eine starke, meist exponentielle, Temperaturabhängigkeit auf (Abb. 1). Festelektrolyte können polykristalline Keramiken, kristallin erstarrte Schmelzen, Gläser und kristalline oder amorphe Filme sein (dünne Schichten). Beispiele sind Silberionen-Leiter wie a-Silberiodid (Abb. 2) oder Oxidionen-Leiter (Mischphasen aus Übergangs-, Seltenerd- und Erdalkalioxiden). Anwendungen finden sich vor allem bei der elektrochemischen Stromerzeugung, z.B. benutzen Hochtemperatur-Brennstoffzellen stabilisiertes ZrO₂ als Festelektrolyt (Brennstoffzellen) und bei der Elektrolyse, z.B. CO₂-Elektrolyse bei der Atemgasregeneration in U-Booten und Raumschiffen. Weiterhin werden Festelektrolyte als Analyse- und Messgeräte in vielen Bereichen der Elektro- und physikalischen Chemie eingesetzt, insbesondere zur Potentiometrie und in ionenselektiven Elektroden.

Festelektrolyt 1: Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit für verschiedene Festelektrolyte.

Festelektrolyt 2: Kristallgitter des Festelektrolyten a-Silberiodid.