Big Bang 3, Schulbuch

80 24 Spannungsquellen Akkumulatoren oder kurz Akkus funktionieren ähn- lich wie Batterien. Allerdings ist die elektrochemische Reaktion umkehr­ bar , und deshalb kann man Akkus immer wieder aufladen . Die her- kömmlichen Auto- akkus ( B 24.13 ) arbeiten mit Blei und Bleioxid. Für Elektroautos ( B 24.12 ) und Handys spielt aber das Metall Lithium eine große Rolle ( 1 Info: Lithium-Ionen-Akkus ). Lithium-Ionen-Akkus Elektrische geladene Atome und Moleküle nennt man Ionen . Diese besitzen entweder zu viele oder zu weni- ge Elektronen. In Lithium-Ionen-Akkus bewegen sich im Elektrolyten positiv geladene Lithium-Ionen (Li + ), daher auch der Name des Akkus. Warum verwendet man immer häufiger Lithium ? Dieses steht in der Spannungsreihe ganz unten ( Tab. 24.1 ). In Verbindung mit Kohle lassen sich Span­ nungen bis 3,8V erzeugen. Dieser große „elektrische Höhenunterschied“ bedeutet wiederum, dass man in gleich vielen Ladungen mehr Energie speichern kann ( B 23.9 , S. 69 ). Dadurch ergibt sich eine sehr hohe Energiedichte , und man kann bei gleicher Akkugröße mehr Energie speichern. Lithium-Ionen-Akkus werden daher in Handys und Laptops verwendet ( B 22.30 , S. 64 ), in Elektroautos ( B 24.12 ), aber auch, um die Marsrover zu betreiben ( B 24.14 ). Ein Auto-Akku besteht aus 6 in Serie geschalteten Elementen und hat 12V. B 24.13 Lithium-Ionen-Akkus verwendet auch die NASA, um ihre Marsrover zu betreiben. Außerdem haben diese Fahrzeuge Solarzellen (siehe nächste Seite). B 24.14 Stoff Spannung Stoff Spannung Gold (Au) 0 V Blei (Pb) –1,82 V Platin (Pt) –0,57 V Eisen (Fe) –2,14 V Silber (Ag) –0,89 V Zink (Zn) –2,45 V Kohle (C) –0,94 V Aluminium (Al) –4,03 V Kupfer (Cu) –1,17 V Lithium (Li) –4,73 V Spannungsreihe einiger Leiter: Volta erstellte diese noch ohne Angabe der Spannung. Der Nullpunkt wurde beim edelsten Metall gewählt. Die Spannung zwischen zwei Stoffen ist die Differenz der angegebenen Werte, bei Zink und Kupfer rund 1,3V, bei Silber und Zink rund 1,6V. Um 1800 stellte Volta seine bedeutendste Erfindung vor: die Voltasäule , die Mutter aller Batterien ( B 24.11 )! Sie besteht aus abwechselnd gestapelten Kupfer - und Zinkscheiben , zwischen denen sich jeweils ein elektrolytge­ tränktes Lederscheibchen befindet. Ein einzelnes Zink-Kupfer-Element erzeugt eine Spannung von etwa 1,3V ( Tab. 24.1 ). Durch die Serienschaltung addieren sich diese Span- nungen aber, und so kam Volta bei seiner Original- batterie auf etwa 25 V. Eine ähnliche, kleinere Serienschaltung hast du in A7 gebaut. Auch heute schaltet man Batterien in Serie, um die Spannung zu erhöhen ( A2 und A3 ). Batterien geben ihre Energie auf Grund einer elektro­ chemischen Reaktion ab ( B 24.9, S. 79 ). Sie sind aber nur für den Einmalgebrauch geeignet. Wenn die Re- aktion zum Stillstand kommt, ist die Batterie „leer“ und du musst sie entsorgen. Weil sie einerseits wertvolle Metalle enthält, andererseits aber auch umweltschäd­ liche Stoffe, darfst du sie nicht in den Hausmüll werfen, sondern musst sie bei den dafür eingerichteten Sam- melstellen abgeben, etwa in Supermärkten oder Elekt- rogeschäften ( A4 ). Immer- hin wird die Hälfte der in Österreich verkauften Batterien wieder re­ cycelt . T 24.1 Diese Voltasäule von 1800 ist etwa 0,5m hoch – nichts für die Hosentasche! B 24.11 Elektroautos an der Steckdose B 24.12 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv