Doppelschicht

Dieser Text beschreibt Doppelschicht.

Schema einer Doppelschicht

"Elektrochemische Doppelschicht", "Elektrolytische Doppelschicht" oder kurz "Doppelschicht" sind stets noch gebräuchliche Namen für Grenzschichten, an denen sich elektrisch geladene Schichten gegenüberstehen.

In der Regel versteht man darunter die Grenze zwischen einem Elektronenleiter (der Elektrode) und einem Ionenleiter (dem Elektrolyten). Heute wird dafür statt "Doppelschicht" häufig die längere, aber allgemein gültige Nennung "Phasengrenze Elektrode-Elektrolyt" benutzt, da sie unabhängig von der tatsächlichen Ladungsverteilung und damit unabhängig von dem zur Beschreibung benutzten Modell immer korrekt ist. Auch an der flüssig-flüssig-Phasengrenze nicht mischbarer Elektrolyten tritt eine "Doppelschicht" auf.

Typischerweise stehen sich exakt zwei Ladungsschichten gegenüber, die - wie in jedem Kondensator - entgegengesetztes Vorzeichen tragen. Dem entladenen Kondensator entspricht bei der Doppelschicht an einer Elektrode das so genannte Nullladungspotential . Bei diesem ist die Metallseite ungeladen und auch die Lösungsseite trägt keine Nettoladung.==Historisches== 1879 behandelte Hermann von Helmholtz den elektrokinetischen Transport und hierbei insbesondere das elektroosmotische Phänomen. Er ging davon aus, dass eine Flüssigkeit in einem Kapillarsystem eine Oberflächenladung und eine Schicht mit Gegenionen bildet. Die Ladung der Gegenionen kompensiert, laut seiner Vorstellung, gerade die Oberflächenladung und ist starr an die Kapillarwand gebunden. Das durch die Oberflächenladung verursachte elektrische Feld ist auf die Dicke von wenigen Moleküllagen beschränkt. Diese Theorie von der Helmholtz-Doppelschicht wurde 1910 von Gouy und 1913 von Chapman weiterentwickelt. Sie gingen jedoch von einer thermischen Bewegung der Gegenionen aus. Die thermische Bewegung führte zur Bildung einer über mehrere Moleküllagen ausgedehnten diffusen Schicht, der so genannten Gouy-Chapman-Doppelschicht . 1924 vereinigte Stern die Vorstellungen von Helmholtz und Gouy-Chapman, als er feststellte, dass sich die Doppelschicht sowohl aus einer starren, als auch aus einer diffusen Schicht zusammensetzt, der so genannten Stern-Doppelschicht.

Siehe auch:

• Elektrochemie, für die die Doppelschicht zentral ist
• Elektrolytkondensator, der die Doppelschicht zur Ladungsspeicherung nutzt
• Debye-Hückel-Theorie, die analog zu den beschriebenen Modellen ist und ebenfalls die heute Debyelänge genannte Größe benutzt

[Kategorie:Elektrochemie]]