Οι μπαταρίες είναι συστήματα που αποθηκεύουν χημική ενέργεια και στη συνέχεια την απελευθερώνουν ως ηλεκτρική ενέργεια όταν συνδέονται σε ένα κύκλωμα. Οι μπαταρίες μπορούν να κατασκευαστούν από πολλά υλικά, αλλά όλες μοιράζονται τρία κύρια συστατικά: μια μεταλλική άνοδο, μια μεταλλική κάθοδο και έναν ηλεκτρολύτη μεταξύ τους. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα ιοντικό διάλυμα που επιτρέπει τη ροή του φορτίου μέσω του συστήματος. Όταν συνδέεται ένα φορτίο, όπως ένας λαμπτήρας, εμφανίζεται μια αντίδραση μείωσης της οξείδωσης που απελευθερώνει ηλεκτρόνια από την άνοδο ενώ η κάθοδος αποκτά ηλεκτρόνια (βλέπε αναφορά 1).
Οι μπαταρίες μπορεί να είναι εξαιρετικά απλές. Οι πατάτες περιέχουν αρκετό φωσφορικό οξύ για να λειτουργήσουν ως ηλεκτρολύτες και μπορείτε να τις χρησιμοποιήσετε για να φτιάξετε μια απλή μπαταρία χαμηλής τάσης. Προς την φτιάξτε μια μπαταρία πατάτας, θα χρειαστείτε ένα κομμάτι ψευδάργυρου, όπως ένα καρφί με ψευδάργυρο και ένα κομμάτι χαλκού, όπως ένα χάλκινο σύρμα ή μια πένα. Κολλήστε και τα δύο αντικείμενα στην πατάτα και συνδέστε τα σε ό, τι θέλετε να τροφοδοτήσετε, όπως ένα ρολόι ή μια λυχνία LED. Ο ψευδάργυρος λειτουργεί ως άνοδος, ο χαλκός λειτουργεί ως κάθοδος και έχετε μπαταρία. Θα λειτουργήσει επίσης με το κιτρικό οξύ σε ένα λεμόνι (βλ. Αναφορές 2 και 5).
Δεν χρειάζεστε προϊόντα για να φτιάξετε μια απλή μπαταρία. Μία από τις πρώτες μπαταρίες, που εφευρέθηκε από τον Alessandro Volta, είναι ο βολταϊκός σωρός. Είναι μια στοίβα εναλλασσόμενων φύλλων ψευδαργύρου και χαλκού που χωρίζονται με χαρτί εμποτισμένο με θαλασσινό νερό ή ξύδι, δημιουργώντας μια σειρά λεπτών κυψελών μπαταρίας. Η σύνδεση καλωδίων από την κορυφή και το κάτω μέρος του σωρού με φορτίο ολοκληρώνει το κύκλωμα. Η τάση που παράγεται είναι περιορισμένη επειδή το βάρος της στοίβας μπορεί τελικά να συμπιέσει τον ηλεκτρολύτη μεταξύ των κάτω στρώσεων (βλ. Αναφορά 3 και 5).
Εάν χρειάζεστε περισσότερη τάση, δημιουργήστε ένα κελί της Daniell, που εφευρέθηκε από τον John Fredric Daniell. Ένα κελί της Daniell αποτελείται από μια ταινία χαλκού σε διάλυμα θειικού χαλκού και μια ταινία ψευδαργύρου σε διάλυμα θειικού ψευδαργύρου. Μια γέφυρα αλατιού συνδέει τα δύο διαλύματα ηλεκτρολύτη. Τα κελιά μπορούν να συνδεθούν μαζί σε σειρά για υψηλότερες τάσεις. Όπως και με άλλες απλές μπαταρίες, ο ψευδάργυρος χάνει ηλεκτρόνια ενώ ο χαλκός κερδίζει ηλεκτρόνια (βλ. Αναφορές 4 και 5).
Οι μπαταρίες που διατίθενται στο εμπόριο χρησιμοποιούν ποικιλία μετάλλων και ηλεκτρολυτών. Οι άνοδοι μπορούν να κατασκευαστούν από ψευδάργυρο, αλουμίνιο, λίθιο, κάδμιο, σίδηρο, μεταλλικό μόλυβδο, λανθανίδη ή γραφίτη. Οι κάθοδοι μπορούν να κατασκευαστούν από διοξείδιο του μαγγανίου, οξείδιο του υδραργύρου, οξυϋδροξείδιο του νικελίου, διοξείδιο του μολύβδου ή οξείδιο του λιθίου. Το υδροξείδιο του καλίου είναι ο ηλεκτρολύτης που χρησιμοποιείται στους περισσότερους τύπους μπαταριών, αλλά ορισμένες μπαταρίες χρησιμοποιούν αμμώνιο ή χλωριούχο ψευδάργυρο, θειονυλοχλωρίδιο, θειικό οξύ ή λιθιωμένα μεταλλικά οξείδια. Ο ακριβής συνδυασμός ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο της μπαταρίας. Για παράδειγμα, οι κοινές αλκαλικές μπαταρίες μιας χρήσης χρησιμοποιούν μια άνοδο ψευδαργύρου, μια κάθοδο διοξειδίου του μαγγανίου και υδροξείδιο του καλίου ως ηλεκτρολύτη (βλέπε αναφορά 6).