Elektrizität ist für die Menschen heutzutage selbstverständlich, doch das Speichern in Batterien ist eine recht junge Erfindung. Experten zufolge experimentierte man bereits im alten Ägypten mit der Nutzbarmachung von elektrischem Strom. Erst Jahrtausende später wurde die erste Batterie von Physiker Alessandro Volta entwickelt. Viele Geräte würden ohne seine Erfindung nicht funktionieren.
Physikprofessor Alessandro Volta konnte sich mit seinen Veröffentlichungen einen Namen machen. Erst 1787 wurde der Italiener aber zu einer weltbekannten Person. Sein Kollege Luigi Galvani experimentiert mit gehäuteten Froschschenkeln und stellt etwas Bemerkenswertes fest: Bei einer Berührung mit Metall zucken die Schenkel – in den Nerven und Muskeln fließt elektrische Energie, so seine Vermutung.
Volta ist von den Entdeckungen seines Kollegen fasziniert; er glaubt jedoch nicht der Schlussfolgerung und hat eine andere Theorie: Metalle sind für die Reaktionen des Tieres verantwortlich. Mit seinem eigenen Körper versucht der Physikprofessor, seine Hypothese zu beweisen. Er hält verschiedene Metalle an seine Zunge – und es fließt Strom. Diese Entdeckung geht unter dem Namen Volta-Effekt in die Geschichte ein.
Übersicht: Der Aufbau einer Batterie
Volta konstruierte die erste Batterie um 1800 aus übereinandergeschichteten Platten aus Zink und Kupfer. Dazwischen legte er in Salzwasser getränkte Lederstücke. Das Resultat war die Volta-Säule.
Die Funktion der Volta-Säule:
- Zink gibt Elektronen ab; es entsteht ein negativer Pol
- am Kupfer entsteht aufgrund des Salzwassers ein positiver Pol
Indem Volta die beiden Pole mit einem Metalldraht verband, flossen überschüssige Elektronen zum Pluspol.
Viele Batterien funktionieren Jahrhunderte später nach demselben Prinzip; lediglich der Aufbau hat sich etwas verändert:
- das Gehäuse besteht aus Kunststoff und Metall
- die Anode wird aus Zink oder Lithium gefertigt
- die Kathode wird aus Braunstein, Silberoxid oder Nickelhydroxid hergestellt
Die Verwendung von Batterien
In unserem Alltag werden zahlreiche Geräte mit Batterien betrieben. Je nach Anwendungszweck kommen unterschiedliche Formen zum Einsatz.
Generell können Batterien in drei Gruppen eingeteilt werden:
- Zink-Chlorid/Kohle-Batterien:
Für weniger anspruchsvolle Geräte wie Spielzeuge und Taschenlampen. - Alkali-Mangan-Batterien:
Für lange Betriebszeiten oder bei hohen Entladeströmen (Rasierer, Uhren, Kameras). - Knopfzellen:
Kommen meist in kleinen Geräten wie Hörgeräten, Armbanduhren und Taschenrechnern zum Einsatz.
Recycling: Batterien wiederverwenden
Laut dem Umweltbundesamt gingen 2010 mehr als eineinhalb Milliarden Gerätebatterien über die Ladentheke. Die Batterien enthielten:
- 8000 Tonnen Eisen
- 5000 Tonnen Zink
- 2000 Tonnen Nickel
- 200 Tonnen Cadmium
- 6 Tonnen Silber
- 4 Tonnen Quecksilber
Das Recycling der Batterien ist äußerst wichtig, da die aufgeführten Metalle zurückgewonnen und wiederverwendet werden können.
Batterien vs. Akkus
Viele Hersteller schreiben für ihre Geräte die Verwendung einer Batterie oder eines Akkus vor. Sofern es möglich ist, ist in allen Fällen der Akku der Batterie vorzuziehen. Der Grund: Hersteller versprechen bis zu 1.000 Wiederaufladezyklen.
Beim Kauf von Batterien ist Folgendes zu beachten:
- Zink-Kohle- und Alkali-Mangan-Batterien sind ineffizient
- Knopfzellen sollten quecksilberfrei sein
- mit Akkus betriebene Geräte sollten keine NiCd-Akkus enthalten
