{"id":361,"date":"2015-01-29T09:38:43","date_gmt":"2015-01-29T08:38:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.akku.net\/magazin\/?p=361"},"modified":"2023-09-29T13:09:08","modified_gmt":"2023-09-29T12:09:08","slug":"wer-hats-erfunden-die-bewegte-geschichte-des-akkumulators","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.akku.net\/magazin\/wer-hats-erfunden-die-bewegte-geschichte-des-akkumulators\/","title":{"rendered":"Wer hat’s erfunden? \u2013 die bewegte Geschichte des Akkumulators"},"content":{"rendered":"

Der Akku ist aus dem digitalen Zeitalter gar nicht mehr wegzudenken. In Smartphones, Laptops und Tablets ist er unabdingbar, im Elektro-Auto geh\u00f6rt ihm die Zukunft. Doch woher kommt diese Form des wiederaufladbaren Energiespeichers eigentlich? Wie hat alles angefangen? Hier lesen Sie die spannende Geschichte des Akkus!<\/strong><\/p>\n

\"Erfindergeist\"<\/p>\n

Die toten Fr\u00f6sche des Luigi Galvani<\/h2>\n

1789 kennt man als das Jahr der Franz\u00f6sischen Revolution. Doch nicht nur eine politische, auch eine wissenschaftliche Revolution<\/strong> vollzog sich in jenem Jahr, als der italienische Arzt und Naturforscher Luigi Galvani in seinem Labor mit Froschschenkeln experimentierte<\/a>. Zu seiner \u00dcberraschung fand er n\u00e4mlich nicht das von ihm vermutete Nervenfluidum, sondern die Tatsache, dass die Muskeln zuckten, wenn er sie mithilfe von miteinander verbundenen Nadeln aus Eisen und Kupfer ber\u00fchrte.<\/p>\n

\"Galvani<\/p>\n

Was Galvani noch nicht wusste: Er hatte einen Stromkreis aus zwei verschiedenen Metallen (Elektroden<\/strong>) und einer elektrisch leitenden Fl\u00fcssigkeit (Elektrolyt<\/strong>), hier das salzige Wasser im Froschgewebe, geschaffen. Die Muskelzellen lieferten dabei den Verbraucher im Stromkreis. Galvani gilt mit dieser ungewollten Erfindung als Urvater von Batterie und Akku. Seither bezeichnet man eine Vorrichtung aus Elektroden und Elektrolyt daher als galvanische Zelle<\/strong> oder galvanisches Element<\/strong>. Sie dient der Umwandlung von chemischer in elektrische Energie.<\/p>\n

Volta und die Ur-Batterie<\/h2>\n

\"Voltasche<\/p>\n

Rund zehn Jahre nach Galvani war es erneut ein Italiener, dem mit einer zukunftsweisenden Erfindung der n\u00e4chste gro\u00dfe Schritt in Richtung der sp\u00e4teren Batterie gelang. Alessandro Volta<\/strong> \u00fcbernahm das galvanische Prinzip und nutzte eine Kupfer- und eine Zinkplatte<\/strong> als Elektroden, zwischen die er in Salzs\u00e4ure getr\u00e4nkte Pappe oder Textilien<\/strong> als Elektrolyt f\u00fcgte. Doch das war ihm noch nicht genug: Er stapelte seine Konstruktion in mehreren Schichten \u00fcbereinander, wodurch eine brauchbare elektrische Spannung erzeugt wurde. Diese sogenannte Voltasche S\u00e4ule <\/strong>stellt eine Art Ur-Batterie dar. Lange vor der Erfindung des elektrischen Generators gelang Volta damit die Konstruktion der ersten kontinuierlichen Stromquelle<\/a>.<\/p>\n

Anerkennung fand seine Pionierleistung allerdings erst nach seinem Tod. Die Ma\u00dfeinheit f\u00fcr elektrische Spannung wurde nach Alessandro Volta benannt, wir haben tagt\u00e4glich damit zu tun: Volt<\/strong>.<\/p>\n

Eine Batterie zum Wiederaufladen<\/h2>\n

\"Rittersche<\/p>\n

F\u00fcr uns von akku.net ist er nat\u00fcrlich einer der bedeutendsten Physiker der Geschichte: Johann Wilhelm Ritter<\/strong> entwickelte 1802 den Vorl\u00e4ufer des heutigen Akkumulators<\/strong>, also einer wiederaufladbaren Batterie. Zu diesem bedeutenden und trotzdem fast vergessenen Mann finden Sie hier einen interessanten Artikel<\/a>.<\/p>\n

Ritters Erfindung, die nach ihm benannte Rittersche Ladungss\u00e4ule<\/strong>, \u00e4hnelte im Aufbau der von Volta, nur, dass er statt einer Kupfer- und einer Zinkplatte lediglich Kupferscheiben verwendete. Diese f\u00fcr sich spannungsfreie Konstruktion verband er mit einer Voltaschen S\u00e4ule, deren Ladestrom die chemische Beschaffenheit der Kupferscheiben<\/strong> in seiner eigenen Ladungss\u00e4ule ver\u00e4nderte. So trug sie nun selbst elektrische Spannung. Bei der R\u00fcckbildung der Ver\u00e4nderung gab seine S\u00e4ule sodann Strom ab \u2013 und konnte anschlie\u00dfend neu geladen werden<\/strong>. Ein beeindruckendes Prinzip, das in seinen Grundz\u00fcgen auch in modernen Akkumulatoren Verwendung findet.<\/p>\n

\u00dcbrigens: Wenn Sie noch genauer wissen wollen, wie ein Akku funktioniert, empfehlen wir Ihnen diesen spannenden Beitrag auf unserem Blog<\/a>.<\/p>\n

Der Aufstieg des Bleiakkumulators<\/h2>\n

F\u00fcr den ersten Akku aus Blei<\/a> ist der deutsche Mediziner und Physiker Wilhelm Josef Sinsteden<\/strong><\/a> verantwortlich. 1854 gab Sinsteden zwei gro\u00dfe Bleiplatten in ein Gef\u00e4\u00df, das er mit verd\u00fcnnter Schwefels\u00e4ure bef\u00fcllte. Durch mehrfaches Auf- und Entladen mithilfe einer Spannungsquelle erhielt sein Bleiakku eine messbare Kapazit\u00e4t<\/a>. 1859 kam dann der Franzose Gaston Plant\u00e9<\/strong><\/a> auf die kluge Idee, die Bleiplatten spiralf\u00f6rmig anzuordnen, was die Effektivit\u00e4t des Stromspeichers noch einmal steigerte.<\/p>\n

\"Autobatterie<\/a><\/p>\n

Allerdings dauerte es noch einige Jahre, bis der Bleiakku seine Bl\u00fctezeit erlebte. Erst mit der Erfindung des Elektrischen Generators 1866 durch Werner von Siemens stieg die Nachfrage nach Speicherm\u00f6glichkeiten des produzierten Stroms deutlich. Die Weiterentwicklung des Bleiakkus durch den Ingenieur Camille Alphonse Faur\u00e9<\/strong> 1880 erm\u00f6glichte, anhand einer Beschichtung mit Bleipulver und Schwefel, eine enorme Kapazit\u00e4t schon nach wenigen Ladezyklen<\/strong> \u2013 und machte den Bleiakku somit zum erfolgreichsten Akku seiner Zeit. Noch heute wird er zum Beispiel in Form von Autobatterien verwendet.<\/p>\n

Zwei M\u00e4nner \u2013 eine Idee<\/h2>\n

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts hatten zwei M\u00e4nner diesseits und jenseits des Atlantiks eine Idee, die schlie\u00dflich in einen langwierigen Patentstreit m\u00fcnden sollte: einen Akkumulator aus Nickel und Eisen<\/strong> zu bauen. Dem bekannten amerikanischen Erfinder Thomas Alva Edison und dem Schweden Waldemar Jungner<\/a> gelang damit eine Entwicklung, die etwa in Grubenlampen und Automobilen eingesetzt werden sollte. Sie verwendeten f\u00fcr ihren Nickel-Eisen-Akku (NiFe-Akku) allerdings zum ersten Mal keine S\u00e4ure als Elektrolyt, sondern eine alkalische Lauge<\/strong>, etwa Kali. Damit begann das Zeitalter der alkalischen Batteriesysteme; auch heute lesen Sie auf Batterien<\/a> und Akkus<\/a> h\u00e4ufig das Wort \u201eAlkaline\u201c.<\/p>\n

\"Edison\"<\/p>\n

Jungner, der sich im Patentstreit seinem m\u00e4chtigeren US-Konkurrenten geschlagen geben musste, ging aber noch einen Schritt weiter. Kurz nach dem Nickel-Eisen-Akku konstruierte er einen Energiespeicher aus Nickel und Cadmium<\/strong> (NiCd-Akku). Das Cadmium erm\u00f6glichte eine h\u00f6here Stromausbeute<\/strong>, rund 7 % mehr als der NiFe-Akku. Im Vergleich zum Bleiakku hatte der NiCd au\u00dferdem noch einen weiteren Vorteil: der alkalische Elektrolyt blieb bei Ladung und Entladung des Akkus unver\u00e4ndert.<\/p>\n

1910 lief die industrielle Fertigung der NiCd-Akkus in Schweden an. Sie waren bis in die 90er Jahre hinein die meistverwendeten Stromspeicher im Endverbraucherbereich<\/strong>. Doch die Sache hatte einen Haken: Cadmium ist giftig. So wurde der NiCd-Akku schlie\u00dflich weitestgehend vom Nickel-Metallhydrid-Akku<\/a> abgel\u00f6st, der durch seine Wasserstoff absorbierenden Metalle nicht nur umweltvertr\u00e4glicher ist, sondern auch eine h\u00f6here Energiedichte aufweist. Der NiCd-Akku wird heute nur noch in wenigen Bereichen eingesetzt, zum Beispiel in Not- und Alarmsystemen oder bei hochspannungsbed\u00fcrftigen Elektrowerkzeugen.<\/p>\n

Der Siegeszug des Lithiums<\/h2>\n

Er ist heutzutage der Super-Akku: In unz\u00e4hligen elektronischen Ger\u00e4ten ist der Lithium-Ionen-Akku<\/strong> verbaut, nicht nur in Handys, Laptops und Digicams, auch in zukunftstr\u00e4chtigen Bereichen wie dem Elektro-Auto. Genaueres dazu lesen Sie auch hier auf unserem Blog<\/a>.<\/p>\n

Dabei ist der Li-Ion-Akku gar nicht so neu. Schon in den 70er Jahren forschte die Technische Universit\u00e4t M\u00fcnchen an Lithium-Batterien, und 1989 wurde das erste Patent f\u00fcr einen Li-Ion-Akku in Deutschland angemeldet. Durchschlagenden Erfolg hatte er aber erst, nachdem er 1991 von Sony auf den Markt<\/strong> gebracht wurde. Als Lithium-Cobaltdioxid-Akku versorgte er die Hi8-Videokamera<\/a> \u201eCCD TR 1\u201c mit der n\u00f6tigen Energie.<\/p>\n

\"Lithium<\/p>\n

Seither ist die Lithium-Ionen-Zelle, die aus einer negativ geladenen Grafit- und einer positiv geladenen Lithium-Metalloxyd-Elektrode besteht, aus vielen, vor allem mobilen Ger\u00e4ten nicht mehr wegzudenken. Und das ist kein Zufall: Nicht nur die Energiedichte von bis zu 190 kWh ist beeindruckend, der Li-Ion-Akku ist vor allem daf\u00fcr bekannt, seine Speicherkapazit\u00e4t bei vorzeitigen Ladevorg\u00e4ngen nicht zu verlieren <\/strong>(der sogenannte \u201eMemory-Effekt<\/a>\u201c), wie das etwa beim NiCd-Akku der Fall ist. Auch seine Lebensdauer von bis zu 15 Jahren<\/a> ist beispiellos.<\/p>\n

Und eines ist sicher: Die Forschung ist noch l\u00e4ngst nicht am Ende. Mit dem Lithium-Polymer-Akku<\/strong>, bei dem statt einem fl\u00fcssigen Elektrolyten einer auf Polymerbasis zum Einsatz kommt, hat die Li-Ion-Zelle bereits eine Weiterentwicklung erfahren. Wir sind gespannt, welche Technologien uns in Zukunft erwarten. Auf unserem Blog wagen wir schon einmal einen Ausblick<\/a>!<\/p>\n

BILDER<\/p>\n

Bild 1: \u00a9 iStock\/BrianAJackson<\/p>\n

Bild 2: \u00a9 Dr. Manuel<\/a>\/Luigi_Galvani_Experiment<\/a>\/Creative Commons<\/a><\/p>\n

Bild 3: \u00a9 iStock\/Gio_tto<\/p>\n

Bild 4: \u00a9 http:\/\/idw-online.de\/de\/news205894<\/a><\/p>\n

Bild 5: \u00a9 Shaddack<\/a>\/Photo-CarBattery<\/a>\/Creative Commons<\/a><\/p>\n

Bild 6: \u00a9 iStock\/Coprid<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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