Chemie
Batterien & Akkus
Chemie zum Mitnehmen: Wie aus zwei Elektroden und einer Flüssigkeit Strom wird.
Das brauchst du vorher
Dein Handy, die Fernbedienung, das E-Bike, die kabellosen Kopfhörer: Überall steckt gespeicherte Energie drin, die auf Knopfdruck zu Strom wird. Eine Batterie ist nichts anderes als ein kleines Chemielabor in einer Dose. Wenn du verstehst, was darin passiert, weißt du auch, warum Batterien leer werden und warum sie niemals in den Hausmüll gehören.
Zwei Elektroden, eine Flüssigkeit, ein Strom
Eine Batterie braucht drei Dinge: zwei Elektroden aus unterschiedlichen Stoffen und dazwischen eine leitfähige Flüssigkeit oder Paste, den Elektrolyten. Die beiden Elektroden geben unterschiedlich gern Elektronen ab. Verbindest du sie außen mit einem Draht, wandern Elektronen von der einen zur anderen: Das ist der elektrische Strom. In der Batterie läuft dabei eine chemische Reaktion ab, die diese Elektronen liefert. Batterien wandeln also chemische Energie in elektrische Energie um. Im einfachsten Fall sind die Elektroden zwei verschiedene Metalle: Schon eine Zitrone mit einem Zink- und einem Kupferstück wird so zur Mini-Batterie. In einer gekauften AA-Batterie ist eine der beiden Elektroden dagegen kein reines Metall, sondern ein Metalloxid.
Warum wird die Batterie leer?
Die chemische Reaktion in der Batterie verbraucht ihre Ausgangsstoffe. Sind sie aufgebraucht, fließen keine Elektronen mehr: Die Batterie ist leer. Bei einer Einwegbatterie ist dann Schluss. Ein Akku ist schlauer gebaut: Seine Reaktion lässt sich umkehren. Beim Laden drückt das Ladegerät die Elektronen zurück und stellt die Ausgangsstoffe wieder her, danach kann der Akku erneut Strom liefern. In Handys und E-Autos stecken Lithium-Ionen-Akkus: Sie speichern besonders viel Energie bei wenig Gewicht und überstehen viele hundert Ladezyklen, werden aber mit den Jahren trotzdem schwächer.
Wertvoll und nicht ungefährlich
In alten Batterien und Akkus stecken wertvolle Rohstoffe wie Lithium, Kobalt, Nickel und Zink, die beim Recycling zurückgewonnen werden können. Gleichzeitig können beschädigte Lithium-Akkus in der Mülltonne oder im Müllwagen Brände auslösen. Beides spricht für dieselbe Regel: Batterien und Akkus gehören in die Sammelbox im Supermarkt oder auf den Wertstoffhof, niemals in den Hausmüll.
Aufgaben
0 von 6 gelöstZeit zum Ausprobieren. Du kannst nichts kaputt machen, jeder Versuch zählt.
Welche Energieumwandlung passiert in einer Batterie, die ein Gerät versorgt?
Wie viele Elektroden braucht eine Batterie mindestens?
Was unterscheidet einen Akku von einer Einwegbatterie?
In einer Batterie wird … Energie in elektrische Energie umgewandelt.
Eine AA-Batterie liefert 1,5 Volt. Wie viel Volt liefern 4 solche Batterien hintereinander geschaltet?
Ordne jedem Bauteil einer Batterie seine Rolle zu.
Damit geht es weiter