How batteries work - Adam Jacobson

Wie Batterien funktionieren – Adam Jacobson

Übersetzung: Sarah Calek Lektorat: Nadine Hennig

You probably know the feeling.

Du hast das sicher schon erlebt.

Your phone utters its final plaintive "bleep"

Dein Handy piept ein letztes Mal vorwurfsvoll,

and cuts out in the middle of your call.

bevor es mitten im Gespräch ausgeht.

In that moment, you may feel more like throwing your battery across the room

In dem Moment würdest du die Batterie sicher lieber an die Wand werfen,

than singing its praises,

als sie zu bestaunen,

but batteries are a triumph of science.

aber Batterien sind ein Triumph der Wissenschaft.

They allow smartphones and other technologies to exist

Dank ihnen gibt es Smartphones und andere Geräte,

without anchoring us to an infernal tangle of power cables.

die wir auch ohne ständigen Kabelanschluss verwenden können.

Yet even the best batteries will diminish daily,

Aber auch die besten Batterien werden täglich schwächer.

slowly losing capacity until they finally die.

Tag für Tag verlieren sie Kapazität, bis sie schließlich verbraucht sind.

So why does this happen,

Warum passiert das

and how do our batteries even store so much charge in the first place?

und wie speichern Batterien überhaupt so viel Energie?

It all started in the 1780s with two Italian scientists,

Es begann in den 1780er Jahren mit zwei italienischen Wissenschaftlern,

Luigi Galvani and Alessandro Volta,

Luigi Galvani und Alessandro Volta,

and a frog.

und mit einem Frosch.

Legend has it that as Galvani was studying a frog's leg,

Einer Legende nach studierte Galvani ein Froschbein

he brushed a metal instrument up against one of its nerves,

und berührte dabei einen Nerv mit einem Metallinstrument,

making the leg muscles jerk.

sodass die Beinmuskeln zuckten.

Galvani called this animal electricity,

Galvani nannte das "Tierelektrizität",

believing that a type of electricity was stored in the very stuff of life.

da er glaubte, dass eine Art Elektrizität in den Lebewesen gespeichert wäre.

But Volta disagreed,

Aber Volta war anderer Meinung.

arguing that it was the metal itself that made the leg twitch.

Er behauptete, es sei das Metall selbst, welches das Bein zucken ließ.

The debate was eventually settled with Volta's groundbreaking experiment.

Voltas revolutionäres Experiment setzte der Debatte schließlich ein Ende.

He tested his idea with a stack of alternating layers of zinc and copper,

Er prüfte seine Theorie mit einer Säule

aus sich abwechselnden Zink- und Kupferschichten,

separated by paper or cloth soaked in a salt water solution.

getrennt durch in Salzlösung getränkte Papier- oder Stoffschichten.

What happened in Volta's cell is something chemists now call oxidation and reduction.

Was in Voltas Säule passierte, nennen moderne Chemiker Oxidation und Reduktion.

The zinc oxidizes, which means it loses electrons,

Das Zink oxidiert, es gibt also Elektronen ab,

which are, in turn, gained by the ions in the water in a process called reduction,

die wiederum durch Reduktion von den Wasser-Ionen aufgenommen werden.

producing hydrogen gas.

Dabei entsteht Wasserstoffgas.

Volta would have been shocked to learn that last bit.

Volta hätte der letzte Teil schockiert.

He thought the reaction was happening in the copper,

Er dachte, die Reaktion fände im Kupfer statt,

rather than the solution.

nicht in der Lösung.

None the less, we honor Volta's discovery today

Trotzdem würdigen wir Voltas Entdeckung,

by naming our standard unit of electric potential "the volt."

indem wir die Einheit für die elektrische Spannung

heute "Volt" nennen.

This oxidation-reduction cycle creates a flow of electrons between two substances

Dieser Oxidations- und Reduktionskreislauf erzeugt einen Elektronenstrom,

and if you hook a lightbulb or vacuum cleaner up between the two,

und schließt man dazwischen eine Glühlampe oder einen Staubsauger an,

you'll give it power.

erhält der Gegenstand Strom.

Since the 1700s, scientists have improved on Volta's design.

Seit dem 18. Jahrhundert wird Voltas Entwurf verbessert.

They've replaced the chemical solution with dry cells filled with chemical paste,

Die chemische Lösung ersetzen heute mit chemischer Paste gefüllte Zellen,

but the principle is the same.

aber das Prinzip ist das gleiche.

A metal oxidizes, sending electrons to do some work

Ein Metall oxidiert, wodurch Elektronen freigesetzt werden,

before they are regained by a substance being reduced.

die nutzbar sind, bevor sie durch Reduktion

wieder aufgenommen werden.

But any battery has a finite supply of metal,

Aber keine Batterie hat unbegrenzt viel Metall,

and once most of it has oxidized, the battery dies.

und sobald das meiste oxidiert ist, ist die Batterie leer.

So rechargeable batteries give us a temporary solution to this problem

Wiederaufladbare Akkus lösen das Problem teilweise,

by making the oxidation-reduction process reversible.

indem Oxidations- und Reduktionsprozess bei ihnen umkehrbar sind.

Electrons can flow back in the opposite direction

Die Elektronen können in die andere Richtung zurückfließen,

with the application of electricity.

wenn man Strom anlegt.

Plugging in a charger draws the electricity from a wall outlet

Beim Anschließen eines Ladegeräts wird Strom aus der Steckdose bezogen,

that drives the reaction to regenerate the metal,

der die Reaktion zur Regeneration des Metalls antreibt,

making more electrons available for oxidation the next time you need them.

sodass wieder Elektronen zur Oxidation verfügbar sind, wenn sie gebraucht werden.

But even rechargeable batteries don't last forever.

Aber auch wiederaufladbare Akkus halten nicht ewig.

Over time, the repetition of this process causes imperfections

Mit der Zeit entstehen durch wiederholtes Aufladen

Schäden und Unebenheiten in der Metalloberfläche,

and irregularities in the metal's surface that prevent it from oxidizing properly.

was die Oxidation behindert.

The electrons are no longer available to flow through a circuit

Die Elektronen können nicht mehr Teil des Kreislaufs werden

and the battery dies.

und der Akku ist aufgebraucht.

Some everyday rechargeable batteries

Einige einfache wiederaufladbare Akkus

will die after only hundreds of discharge-recharge cycles,

überstehen nur einige hundert Ent- und Aufladezyklen,

while newer, advanced batteries can survive and function for thousands.

aber neuere, bessere Akkus mehrere tausend Zyklen.

Batteries of the future may be light, thin sheets

Zukünftige Akkus könnten leichte, dünne Platten sein,

that operate on the principles of quantum physics

die auf Basis der Quantenphysik funktionieren

and last for hundreds of thousands of charge cycles.

und die hunderttausende Ladezyklen lang halten.

But until scientists find a way to take advantage of motion

Aber bis es gelingt, wie bei Autos

Bewegung zum Aufladen deines Akkus zu nutzen,

to recharge your cell battery, like cars do,

or fit solar panels somewhere on your device,

oder bis sie Solarzellen in dein Gerät einbauen,

plugging your charger into the wall,

benutzt du am besten dein Ladegerät,

rather than expending one battery to charge another

anstatt eine Batterie zum Laden einer anderen zu verwenden,

is your best bet to forestall that fatal "bleep."

um das fatale Piepen hinauszuzögern.