Quecksilberoxid-Zink-Batterie

Quecksilberoxid-Zink-Knopfzelle sowjetischer Bauart (1989) mit 0,32 Ah
Aufbau einer Zelle

Die Quecksilberoxid-Zink-Batterie hat eine Anode aus Zinkpulver und eine Kathode aus Quecksilberoxid. Die Elektrolyten bilden eine geleeartige Masse aus Zinkhydroxid.

Eine Quecksilberoxid-Zink-Batterie liefert über ihre gesamte Lebensspanne eine äußerst konstante Spannung von 1,35 Volt. Erst gegen Ende ihres Lebenszyklus bricht die Spannung der Batterie rapide ein. Aus diesem Grund wurde dieser Zellentyp gerne von der Fotoindustrie für den Betrieb von Belichtungsmessern verwendet, da hierfür eine möglichst gleichbleibende Referenzspannung notwendig ist. Verwendet wurde hierfür bevorzugt der Knopfzellen-Typ mit der Bezeichnung PX625.

Beim Betrieb der Batterie laufen vereinfacht folgende Reaktionen ab:

Reduktion:
Oxidation: 

Die Redoxreaktion kann verkürzt wie folgt beschrieben werden:

Die Gesamtreaktion sieht wie folgt aus:

Vermeidung von Quecksilber

Quecksilberoxid-Zink-Batterien in Knopfzellenform wurden früher in vielen kleinen Geräten mit geringem Strombedarf wie z. B. in Armbanduhren oder im Bereich der Hörgerätebatterie eingesetzt. Diese Knopfzellen stellten bei großer Stückzahl und bei nicht fachgerechter Entsorgung oder bei Beschädigungen ein Problem für die Umwelt dar. In verschiedenen Geräten wurden und werden daher quecksilberhaltige Batterien durch quecksilberfreie Batterien ersetzt, mit ähnlichen Eigenschaften. Beispielsweise in Uhren erfolgte der Ersatz durch Silberoxid-Zink-Batterien, in Hörgeräten durch Zink-Luft-Batterien, die zwar eine höhere Energiedichte, allerdings aber auch eine höhere Selbstentladung als Quecksilberoxid-Zink-Batterien haben.

Durch die Richtlinie 91/157/EWG wurden in der EU ab 1992 Batterien im Handel untersagt, die mehr als 25 mg Quecksilber enthielten sowie Alkali-Mangan-Batterien, bei denen mehr als 0,025 % der Füllung aus Quecksilber bestand. Im Jahr 1999 wurde das Verbot in der Art ausgeweitet, dass sämtliche Batterien im Handel maximal 0,0005 % ihres Füllgewichts an Quecksilber enthalten dürfen. In Deutschland regelte dies bis 2009 die Batterieverordnung, seitdem das Batteriegesetz als Umsetzung der Richtlinie 2006/66/EG. Ein vergleichbares Verbot wurde 1996 in den USA mit dem englisch Mercury-Containing and Rechargeable Battery Management Act beschlossen. Ausnahmen für die Herstellung und Einsatz bestehen in Anwendungsbereichen, wo eine kontrollierte Entsorgung der quecksilberhaltigen Batterien besteht und kein oder kein hinreichend guter Ersatz verfügbar sind. Beispiele für Ausnahmen in den USA sind militärische Anwendungen, im medizinischen Sektor und im Bereich des Kalibrierwesens. So wurden im Jahr 2007 in den USA im Rahmen dieser Ausnahmen runde 1,9 t Quecksilber in Batterien eingesetzt, mit der Erwartung, diese Menge in Zukunft reduzieren zu können.

Bei empfindlichen und genauen Geräten wie z. B. Belichtungsmessern in älteren Fotoapparaten, die in ihrer Funktion genau auf den Einsatz dieser Quecksilberoxid-Zink-Batterien optimiert wurden, gibt es aufgrund der besonderen Eigenschaften dieses speziellen Batterietyps keinen adäquaten Ersatz. Alternative Batterien ohne Quecksilber weisen entweder eine abweichende Nennspannung auf, oder halten die Nennspannung nicht konstant über die gesamte Lebensdauer der Batterie, was zur Falschmessung führen kann. Als Abhilfe sind Adapter mit elektronischen Schaltungen verfügbar, welche die elektrischen Eigenschaften nachbilden und den Weiterbetrieb dieser historischen und empfindlichen Geräte erlauben.

Commons: Quecksilberbatterien – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ Richtlinie 91/157/EWG des Rates vom 18. März 1991 über gefährliche Stoffe enthaltende Batterien und Akkumulatoren
  2. ↑ Richtlinie 2006/66/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 6. September 2006 über Batterien und Akkumulatoren sowie Altbatterien und Altakkumulatoren und zur Aufhebung der Richtlinie 91/157/EWG
  3. ↑ Public Law 104-142, 104th Congress
  4. ↑ Notification Under Article 4, Paragraph 2, of Information on Domestic Measures and Strategies Implemented to Address Mercury-Added Products. Minamata Convention on Mercury, UN Environment Programme, abgerufen am 29. September 2026.
  5. ↑ The mercury cell problem and its solutions. 2014, abgerufen am 29. September 2026.