Eine Batterie ist eine voltaische Zelle, auch bekannt als galvanische Zelle (oder eine Gruppe verbundener Zellen). Es ist eine Art elektrochemischer Zelle, die verwendet wird, um durch eine chemische Reaktion erzeugte Elektrizität bereitzustellen. Eine einfache Batterie kann konstruiert werden, indem Elektroden aus verschiedenen Metallen in eine Elektrolytflüssigkeit gelegt werden. Die ablaufende chemische Reaktion erzeugt einen elektrischen Strom. Somit sind die drei Hauptteile einer Batterie die beiden Elektroden und der Elektrolyt.
Voltaische Zellen
Einige Metalle verlieren Elektronen leichter als andere Metalle. Dies kann ausgenutzt werden, um einen Elektronenfluss von einem Metallstück zu einem anderen zu erzeugen, indem zwei Stücke unterschiedlicher Metalle in eine leitfähige Lösung getaucht werden, beispielsweise eine Lösung von Metallsalzen. Dies wird als voltaische Zelle bezeichnet. Zink und Kupfer können verwendet werden, um eine Voltaic-Zelle herzustellen, da Zink leichter Elektronen abgibt als Kupfer. Die Metallplatten werden Elektroden genannt: Anode und Kathode.
Die Kathode
Eine Kathode ist eine der beiden Elektroden in einem polarisierten Gerät wie einer Voltaic-Zelle. Aus der Kathode fließt Strom. Eine nützliche Gedächtnisstütze ist CCD: Cathode Current Departs. (Beachten Sie, dass sich dies auf die Richtung des konventionellen Stroms bezieht, nicht auf den Elektronenfluss, der in die entgegengesetzte Richtung verläuft.) In einer sich entladenden Batterie ist die Kathode die positive Elektrode. Bei einer Batterie mit Kupfer- und Zinkelektroden ist die Kathode die Kupferelektrode.
Die Anode
In einem polarisierten elektrischen Gerät ist die Anode der Anschluss, an dem Strom fließt. Eine Gedächtnisstütze, die verwendet wird, um sich daran zu erinnern, ist das Wort ACID: Anode Current Into Device. (Wiederum bezieht sich dies auf herkömmlichen Strom, nicht auf den Elektronenfluss.) In einem Gerät, das Strom liefert, wie beispielsweise einer entladenden Voltaic-Zelle, ist die Anode der negativ geladene Anschluss. In einer Zelle aus Zink- und Kupferplatten ist die Anode die Zinkplatte.
Der Elektrolyt
In einer Voltaic-Zelle ist der Elektrolyt eine leitfähige Flüssigkeit. Einen guten Strom erhält man, indem man eine Kupferelektrode in eine Lösung aus Kupfersulfat und Zink eintaucht Elektrode in einer Lösung von Zinksulfat, mit einer leitfähigen Brücke zwischen den beiden Behältern von Elektrolyt. Beim Bau einer Batterie kann jedoch jede leitfähige Flüssigkeit verwendet werden. Ein Glas salziges Wasser ist eine Möglichkeit; andere Elektrolytquellen sind Fruchtsäfte.
Eine Batterie herstellen
Eine Batterie kann unter Verwendung eines Obst- oder Gemüsestücks wie einer Zitrone oder einer Kartoffel hergestellt werden, um den Elektrolyten bereitzustellen. Der Saft im Inneren ist leitfähig. Wenn also zwei Metallstücke, wie ein Kupferpenny und ein Zinknagel, in die Frucht gedrückt werden, wird ein elektrischer Strom erzeugt. Dies kann verwendet werden, um ein kleines elektronisches Gerät mit geringem Energiebedarf, wie beispielsweise eine Digitalanzeige, mit Strom zu versorgen.