Kapitel 3 · 12 Artikel

Elektrotechnische Chemie

Vom Atom bis zum Akku: Elektrolyse, galvanische Zellen, Batterien und die Werkstoffe moderner Halbleiter.

Chemie für Elektroniker

Warum Elektroniker Chemie brauchen: Elemente, Valenzelektronen, Redoxreaktionen – und wo sie auf der Platine, im Akku und im Chip auftauchen.

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Aufbau der Stoffe

Metallbindung, Ionenbindung und Atombindung – wie die Art der Bindung bestimmt, ob ein Stoff leitet, isoliert oder halbleitet.

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Chemie in der Halbleiterfertigung

Vom Quarzsand zum Chip: Reinstsilizium, Oxidation, Fotolithografie, Ätzen, Dotieren und Metallisieren – die chemischen Schritte der Chipfertigung.

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Seltene Erden

Was Seltene Erden sind, warum sie gar nicht so selten sind und wo sie in Magneten, LEDs, Lasern, Akkus und Kondensatoren stecken.

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Galliumnitrid

Galliumnitrid (GaN) – der Halbleiter hinter blauen LEDs und kompakten USB-C-Ladegeräten: Bandabstand, HEMT-Aufbau, Herstellung und Grenzen.

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Nanotechnologie und Nanoelektronik

Was im Nanometerbereich anders ist: Oberflächen- und Quanteneffekte, FinFET und Gate-all-around, Kohlenstoff-Nanoröhren, Quantenpunkte und Nanotinten.

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Elektrolyse

Wie elektrischer Strom chemische Reaktionen erzwingt: Anode und Kathode, Wasserzerlegung, Faradaysches Gesetz, Galvanik – und Elektrolyse als Fehlerquelle auf Platinen.

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Galvanische Elemente

Wie aus einer chemischen Reaktion Spannung entsteht: Daniell-Element, Spannungsreihe, Zellspannung berechnen und Kontaktkorrosion verstehen.

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Primärelemente (Batterien)

Zink-Kohle, Alkali-Mangan, Lithium, Zink-Luft und Silberoxid: Aufbau, Chemie, Entladekurven und die richtige Batterie für deine Schaltung.

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Sekundärelemente

Wie Akkus funktionieren: umkehrbare Reaktionen in Bleiakku, NiMH- und Lithium-Ionen-Zelle, Kapazität, C-Rate und das CC/CV-Ladeverfahren.

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Akkus im Vergleich

Blei, NiMH, Lithium-Ionen, LiFePO4, LTO und Natrium-Ionen im Vergleich: Spannung, Energiedichte, Zyklen, Temperatur – und welcher Akku wofür passt.

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Brennstoffzelle

Wie eine Brennstoffzelle aus Wasserstoff und Sauerstoff Strom erzeugt: PEM-Aufbau, Reaktionen, Kennlinie, Stack, Wirkungsgrad und Bauarten.

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