3b erzeugt eine Batterie

Batterien und Akkus – Energie für unseren Alltag

Batterien und Akkus sind aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Ob Smartphone, Laptop, Taschenlampe oder Elektroauto – überall sorgen sie dafür, dass elektrische Energie jederzeit verfügbar ist. Mit dem wachsenden Bedarf an mobiler Energie gewinnen effiziente und nachhaltige Energiespeicher zunehmend an Bedeutung.

Wie entsteht elektrische Energie? – Die galvanische Zelle

Ein anschauliches Experiment zur Stromerzeugung ist die sogenannte galvanische Zelle. Diese lässt sich sogar mit einfachen Mitteln selbst aufbauen – zum Beispiel mit einer Zitrone. Steckt man zwei unterschiedliche Metalle in die Zitrone, etwa ein edles Metall (z. B. Kupfer) und ein unedles Metall (z. B. Zink), entsteht durch chemische Reaktionen eine elektrische Spannung.

Die Zitrone dient dabei als Elektrolyt, der den Ionentransport ermöglicht. Zwischen den beiden Metallen fließen Elektronen – es entsteht ein Stromkreis. Schließt man ein Voltmeter an, kann man die erzeugte Spannung messen und sichtbar machen.

Spannung messen und verstehen

Mit einem Voltmeter lässt sich die elektrische Spannung zwischen den beiden Metallen bestimmen. Eine einzelne Zitronenbatterie erzeugt allerdings nur eine geringe Spannung – meist weniger als 1 Volt. Das reicht noch nicht aus, um größere Geräte zu betreiben.

Mehr Power durch Serienschaltung

Um eine höhere Spannung zu erreichen, können mehrere solcher „Batterien“ in Reihe geschaltet werden. Das nennt man Serienschaltung. Dabei wird der Pluspol einer Zelle mit dem Minuspol der nächsten verbunden. Die Spannungen addieren sich so miteinander.

Ein Beispiel: Wenn eine Zitronenzelle etwa 0,9 Volt liefert, benötigt man mehrere hintereinander geschaltete Zellen, um eine höhere Gesamtspannung zu erreichen. Möchte man beispielsweise 4,5 Volt erzeugen, braucht man etwa fünf solcher Zellen in Serie.