Jul 03, 2021 Seitenansicht:174
Unsere Geräte verlieren immer mehr den Überblick. Und um sie mit Energie zu versorgen, gibt es eine interessante Alternative zu herkömmlichen Batterien: wiederaufladbare und nicht wiederaufladbare Batterien. Aber wissen Sie, wie sie funktionieren? Lassen Sie es uns in der folgenden Anleitung wissen.
Wie produzieren Akkus Strom und warum gehen sie aus?
Die neueste Lithium-Ionen-Batterietechnologie bietet eine interessante Lösung für die Speicherung von elektrischer Energie, einem komplexen technischen Prozess. Tatsächlich ist Strom nicht direkt speicherbar, sondern muss in eine andere zu speichernde Energieform umgewandelt werden.
Das Prinzip von Lithium-Ionen-Batterien besteht darin, Elektrizität in chemischen Elementen zu speichern, die Energie speichern und wieder abgeben können. Der Prozess muss reversibel sein, um den Strom später nutzen zu können.
Lithium-Ionen-Batterien basieren auf der Verwendung von Lithium im ionischen Zustand. Lithium nimmt Energie auf, wenn die Batterie mit Strom versorgt wird. Wenn die Batterie entladen ist, gibt das Lithium den gespeicherten Strom ab.
Es gibt auch andere Stromspeicherlösungen, deren Verwendung jedoch begrenzt ist. Die WWTP (Waste Water Treatment Plant), die derzeit am besten kontrollierte Speicherlösung, erfordert einen erheblichen Höhenunterschied und ist derzeit auf Bergregionen beschränkt.
Der große Vorteil von Speicherbatterien besteht darin, dass sie die Erzeugung erneuerbarer Energien besser in das Stromnetz integrieren können. Erneuerbare Energien sind meist intermittierend und schwer vorhersehbar.
Batterien ermöglichen daher eine Regulierung der Stromproduktion, indem sie beispielsweise Strom speichern, wenn die Produktion zu hoch ist. Der Strom kann später im Netz umverteilt werden.
Damit kann diese Speicherlösung zum Ausbau erneuerbarer Energien beitragen.
lithiumbatterien werden bereits häufig beim Bau von mobilen elektronischen Geräten verwendet. Die überwiegende Mehrheit der Telefone, Laptops und Kameras soll mit lithium-batterien ausgestattet sein. Auch Elektro- und Hybridautos sind mit lithium-batterien ausgestattet.
Projekte zur Installation von Speicherbatterien zur Erzeugung erneuerbarer Energien nehmen zu. Im kommenden Herbst soll in Italien vom französischen Batteriehersteller Saft ein Li-Ionen-Batteriesystem in Betrieb genommen werden. Dieses 2-MW-System kann bis zu 1 MWh Strom speichern.
Wie produzieren nicht wiederaufladbare Batterien Strom?
Eine Batterie liefert Strom, wenn sie sich in einem geschlossenen Stromkreis befindet. Tatsächlich sind der Plus- und der Minuspol über einen "Verbraucher" wie eine Glühbirne verbunden.
Beim Schließen des Stromkreises beginnt am Minuspol eine Reaktion, die Elektronen erzeugt, während eine zweite Reaktion am Pluspol Elektronen verbraucht.
In der Batterie gibt es eine Trennwand zwischen Minus- und Pluspol, den „Separator“, die verhindert, dass sich auf Batterieebene Elektronen zwischen Minus- und Pluspol bewegen und dadurch interne Kurzschlüsse verursachen.
Nur Ionen können den Separator passieren. Daher können sich Elektronen nur über den Stromkreis an der Außenseite des Stapels vom negativen zum positiven Pol bewegen. Wenn dies geschieht, ist es die so erzeugte Spannungsdifferenz, die die Glühbirne zum Arbeiten bringt.
Gleichzeitig passieren verschiedene Dinge im Stack selbst. Elektronen, die "von außen" zu den Pluspolen fließen, gehen eine Reaktion ein. Diese Reaktion bewirkt, dass Ionen durch einen Elektrolyten (leitfähige Flüssigkeit im Inneren der Batterie) zum anderen Leiter gelangen.
Am Minuspol findet eine weitere Reaktion statt, die zur Freisetzung von Elektronen im äußeren Kreislauf führt. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis die Elektroden gesättigt sind und nicht mehr reagieren. Zu diesem Zeitpunkt ist der Stapel leer.
Um einen Akku aufzuladen, wird der Vorgang einfach umgekehrt. Der zugeführte Strom wird wieder in eine chemische Reaktion umgewandelt. Das Ladegerät entfernt negativ geladene Elektronen vom Pluspol und leitet sie zum Minuspol. Dank der in der Batterie zirkulierenden Energie kehren die Wirkstoffe in ihren Ausgangszustand zurück und der Entladevorgang kann von neuem beginnen.
In einer Batterie wird durch einen chemischen Prozess elektrische Energie (Strom) erzeugt. Durch eine chemische Reaktion fließt elektrischer Strom zwischen zwei Materialien, die durch den Separator getrennt werden.
Und für diese Reaktion werden natürlich andere Rohstoffe benötigt, die in herkömmlichen Batterien nicht zu finden sind. Akkus enthalten tatsächlich etwas seltenere Materialien, die mehr Behandlung erfordern. Der Produktionsprozess selbst ist oft teurer und langsamer. Aus diesem Grund kosten wiederaufladbare Batterien mehr als ihre nicht wiederaufladbaren Gegenstücke.
Welche Art von Strom produzieren Batterien?
Eine normale Batterie ist eine Art von Gerät, das chemische Energie speichert und in elektrische Energie umwandelt. Es erzeugt Elektronen von einem bestimmten Material zu einem anderen.
Unterschiedliche Batterietypen haben unterschiedliche chemische Reaktionen. Einige dieser Reaktionen sind leicht reversibel, andere nicht. Dies bestimmt, ob eine Batterie wieder aufgeladen werden kann. In vielen Fällen kann das Aufladen von Batterien, die nicht zum Aufladen bestimmt sind, gefährlich sein.
Versuchen Sie beispielsweise nicht, Alkalibatterien aufzuladen. Die schnelle Gasproduktion in diesem Zelltyp kann dazu führen, dass die Zelle reißt und platzt. Wenn die Batterie platzt, wird der flüssige Elektrolyt freigesetzt.
Während der Elektrolyt noch flüssig ist, ist äußerste Vorsicht geboten und bei Kontakt mit den Augen oder der Haut gründlich mit Wasser ausspülen. Wann sollten Sie wiederaufladbare Batterien kaufen? Es hängt alles davon ab, wie Sie Ihre Batterien verwenden möchten.
Wenn sie für energieeffiziente Geräte (Taschenrechner, Uhr oder Fernbedienung) vorgesehen sind, wird die Verwendung von Primärbatterien empfohlen. Gleiches gilt für Geräte, die ständig eingeschaltet sein müssen, wie Rauchmelder und Taschenlampen. Im Gegensatz zu wiederaufladbaren Batterien verlieren Primärbatterien mit der Zeit weniger Energie (sogenannte „Selbstentladung“).
Bei Geräten, die über einen kürzeren Zeitraum viel Strom verbrauchen oder die Sie häufig und intensiv nutzen, greifen Sie am besten zu Akkus. Dies ist bei Spielkonsolen, Musikplayern, dem Lieblingsspielzeug Ihres Kindes, Walkie-Talkies und Digitalkameras der Fall.
Ein kleiner Tipp von unserem Akku-Experten: Wenn man sich die Verpackung anschaut, haben NiMh-Akkus immer eine Spannung von 1,2. Im aufgeladenen Zustand erreichen diese Batterien jedoch 1,45 Volt, fast das Äquivalent der 1,5 Volt ihrer primären Gegenstücke. Akkus sind daher ideale Alternativen zu den meisten Anwendungen, die 1,5 Volt benötigen.
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