Kinder fragen, die taz antwortet: Wie funktionieren Batterien?

Wir wollen von Kindern wissen, welche Fragen sie beschäftigen. Jede Woche beantworten wir eine. Diese Frage kommt von Emil, 10 Jahre alt.

Einmalbatterien kann man nicht mehr benutzen, wenn sie leer sind Foto: Panthermedia/imago

Hast du schon mal etwas von Physik und Chemie gehört? Diese beiden Wissenschaften erklären uns ganz genau, wie Batterien funktionieren. Also: Schutzbrille auf, Kittel an, Ohren gespitzt – wir gehen der Sache jetzt auf den Grund.

Eine Batterie hat einen Plus- und einen Minuspol. Bei den Einmalbatterien kannst du die Pole richtig gut erkennen. Auf der einen Seite findest du eine kleine Metallkappe, dort ist der Pluspol, und auf der anderen einen Metallboden, dort ist der Minuspol. Einmalbatterien kann man nicht mehr benutzen, wenn sie leer sind. Andere Batterien können sich wieder aufladen. Diese Batterien nennt man auch Akku, das Handy hat zum Beispiel so einen Akku.

Für die Details hilft ab hier der Batterieforscher Maximilian Fichtner: „In jedem Pol einer Batterie befindet sich ein Material, das ein bisschen so aufgebaut ist wie ein Regal“, erklärt er. Außerdem gebe es positiv geladene bewegliche Teilchen, die könnten in solch einem Batterieregal aufbewahrt werden. Die Teilchen sind sehr klein, sie heißen Lithium-Ionen. Ion ist ein griechisches Wort, es bedeutet „Wanderer“. Neben den positiven Teilchen gibt es zudem auch noch negative Teilchen, sie heißen Elektronen.

Es ist also ganz schön was los in so einer Batterie. Wieso sie deshalb Strom einfangen kann, erklärt Forscher Fichtner folgendermaßen: Es müsse immer ein ausgewogenes Verhältnis geben, das bedeutet, positive und negative Teilchen müssen immer gleich viel vorhanden sein. „Wenn die Batterie geladen ist, sitzen die Lithium-Ionen alle beisammen im Regal des Minuspols, zusammen mit negativ geladenen Stromteilchen.“

wochentaz

Dieser Text stammt aus der wochentaz. Unserer Wochenzeitung von links! In der wochentaz geht es jede Woche um die Welt, wie sie ist – und wie sie sein könnte. Eine linke Wochenzeitung mit Stimme, Haltung und dem besonderen taz-Blick auf die Welt. Jeden Samstag neu am Kiosk und natürlich im Abo.

Wenn man die Batterie an einen Stromkreis anschließt, um zum Beispiel ein Lämpchen zum Leuchten zu bringen, dann wandern die positiven Teilchen aus ihrem Regal heraus. Erinnerst du dich? Das waren die Lithium-Ionen. Maximilian Fichtner sagt: „Sie schwimmen durch eine Flüssigkeit, den sogenannten Elektrolyt, bis zum Pluspol, wo sie sich wieder ins Regal einsortieren.“ Weil die negativen Stromteilchen unbedingt mitkommen wollen, aber der Weg über die Flüssigkeit für sie versperrt ist, nehmen sie den Umweg über das Kabel. „Und zack – haben wir elektrischen Strom“, sagt Fichtner.

Wenn du älter bist, wirst du diese Teilchen im Unterricht besser kennenlernen. Vielleicht kannst du dann selbst mal messen, wie sie von einer Seite zur anderen wandern. Das nennt sich elektrische Spannung.

Comments

[Lowandorder]

Fein. Chapeau.

[Mopsfidel]

@Lowandorder Ganz so fein finde ich die Erklärung leider nicht. Denn eigentlich geht es um Standard-Batterien. Also in der Regel um Alkali-Mangan-Zellen. Dort finden sich allerdings keine "Lithium-Ionen" wie vom Forscher mehrmals erwähnt.

[Jim Hawkins]

@Mopsfidel Es gibt doch beides:

www.test.de/Batter...t-5592001-5843209/

"Alkaline-Batterien

Alka­lische Batterien, auch bekannt als AA- sowie AAA-Zelle oder 9V-Block, verdrängten in den 60er-Jahren die zuvor üblichen Zink-Kohlebatterien."

und

"Lithium-Batterien

Lithium-Batterien werden im High-Tech-Bereich zunehmend einge­setzt. Sie stellen eine Alternative zu den Einweg-Alkalibatterien dar. Sind deutlich teurer, halten aber oftmals weit länger – wie sich beispiels­weise auch im Batterie-Test unserer britischen Partnerorganisation Which zeigte. Mit Abstand vorn lag eine Einweg-Lithium­batterie."

Und weil die taz eine Zeitung ist, in deren Shop man für einen halben Liter Olivenöl 14 Euro berappen muss und Emil wahrscheinlich aus bildungsbürgerlichem Hause stammt, wird in der taz, wenn es um Batterien geht, der Lithiumbatterie der Vorzug gegeben.

[Lowandorder]

@Jim Hawkins Schonn. Mir war das auch aufgefallen.

Dachte aber - gib mal kein Karbid auf die Lampe - das verwirrt doch nur.

(Wurde da mal gerügt!;) 🚲 =>

upload.wikimedia.o...p_on_a_bicycle.jpg

“Der Körper der Lampe besteht aus zwei übereinander angeordneten Behältern. Im unteren Behälter der Lampe befindet sich Calciumcarbid, auf das aus dem oberen Behälter Wasser tropft.

C

a

C

2

+

2



H

2

O

⟶

C

2

H

2

+

C

a

(

O

H

)

2

\mathrm{CaC_2 + 2 \ H_2O \longrightarrow C_2H_2 + Ca(OH)_2}

Calciumcarbid reagiert mit Wasser zu Ethin und Calciumhydroxid.

Das generierte Gas Ethin verlässt den unteren Behälter durch eine kurze Rohrleitung, die in einem Brenner endet, der vor einem Hohlspiegel aus Metall fixiert ist. Das entweichende Gas wird am Brenner entzündet. Die grelle Flamme wird vom Spiegel fokussiert und zur Beleuchtung genutzt. Die Düse bestand früher aus Metall oder Speckstein, später aus Keramik.

Als Rückstand verbleibt im unteren Behälter überwiegend Calciumhydroxid (gelöschter Kalk). Wird die Flamme durch Luftzug gestört oder brennt sie durch irregulär hohen Druck zu groß oder ist die Düse verunreinigt, kann viel Ruß entstehen.“

de.wikipedia.org/wiki/Karbidlampe

& servíce btw

(Emil - Ionenaustausch - kl. Merkposten für die Küche: Deswegen Salz ins Wasser für Spaghetti erst wenn’s kocht!

Vorher gibt’s Ionenaustausch Kochsalz - Eisentopf (hoffe das stimmt noch!;)

[Jim Hawkins]

@Lowandorder In Sachen Strom fragt man am besten den Elektrolurch:

"Gestatten, hier spricht der Elekrolurch.

Ich wohne in der Lüsterklemme neben dem Hauptzähler.

Ich sorge für Euren Saft!

Volt, Watt, Ampère, Ohm...

Ohne mich gibt's keinen Strom!"

m.youtube.com/watch?v=aPwmKwW6Csg

[Willi Müller alias Jupp Schmitz]

@Jim Hawkins Danke für das Guru-Guru-Video. Das hätte auch schön unter den Trompeten-Artikel gepasst.

Gibt's die noch?

[Jim Hawkins]

@Lowandorder Ich schließe mich an.

Ich lerne jedes Mal etwas bei diesen Kinderfragen.

Hätte mich ein Kind gefragt, ich hätte ihm eine wilde Lügengeschichte auftischen müssen.

[felixul]

@Jim Hawkins Auch ein alter Mann kann noch einiges lernen, stelle ich fest.

Diese Kinderfragen sind einfach klasse!

[Willi Müller alias Jupp Schmitz]

@Jim Hawkins A propos Lernen. Unsere angeregte Diskussion über Gott und die Welt beim Frühstück hat uns durch diese schlüssig beantwortete Kinderfrage zu einer Lösung eines Problems mit Ladegeräten geführt. Es muss nicht die ultimative Lösung sein, aber helfen tut's...

[Jim Hawkins]

@Willi Müller alias Jupp Schmitz Kannst mal sehen, nicht für die Schule, für das Frühstück lernen wir.

[Willi Müller alias Jupp Schmitz]

@Jim Hawkins Gut gebrüllt, Löwe - FÜR das Frühstück, MIT dem Frühstück☕☕☕