Vom Handy bis zur Fernbedienung, vom Tablet bis zum Gamepad verschiedener Videospiele: Wäre die Batterie (oder der Akku, wie man es nennen möchte) nie erfunden worden, sähe unser Leben heute zweifellos anders aus.

Es war unser Alessandro Volta, der im fernen Jahr 1800 eine jener Erfindungen machte, die das Leben der Menschen veränderte.

Trotz ihrer Bedeutung wissen jedoch nur wenige über die Geschichte der Batterie und ihre Funktionsweise Bescheid. Deshalb versuchen wir heute, gemeinsam alles darüber zu erfahren.

Die Geburt der elektrischen Batterie
Wie bereits erwähnt, verdanken wir ihre Erfindung Alessandro Volta, dem es auf der Grundlage der von verschiedenen Wissenschaftlern vor ihm durchgeführten Studien gelang, den ersten künstlichen Stromerzeuger zu schaffen: die Batterie.

Ab Ende der 1760er Jahre begann Volta, Aufzeichnungen und Briefe über seine Forschungstätigkeiten zu verfassen, wobei er einige der damals anerkanntesten Interpretationen elektrischer Phänomene in Frage stellte. Im Jahr 1775 entwickelte er seine erste bemerkenswerte Erfindung: den Elektrophor. Es handelte sich um ein Instrument, das aus einer Scheibe mit einem senkrechten Griff bestand und zusammen mit einer isolierenden Oberfläche und einem Wolltuch verwendet wurde, um eine elektrische Ladung für spezielle Experimente zu erzeugen.

Aufbauend auf den Studien verschiedener Zeitgenossen erfand Volta auch den Kondensator, den Elektrizitätskondensator, der den ersten Prototyp der elektrischen Batterie darstellt.

Parallel zu den Studien zur Batterie war die europäische Wissenschaftsszene in den letzten Jahrzehnten des 18. Jahrhunderts in reger Aktivität. Wissenschaftler aus jedem Winkel des Kontinents versuchten, die Geheimnisse der Elektrizität zu entschlüsseln, eine Kraft, die bis dahin wenig verstanden, aber als von grundlegender Bedeutung angesehen wurde. Die wachsende Neugier auf elektrische Phänomene war nicht nur akademischer Natur: Man glaubte, dass ein besseres Verständnis der Elektrizität zu revolutionären technologischen Entwicklungen führen könnte. In diesem Kontext intellektueller Neugier und intensiven wissenschaftlichen Wettbewerbs gewannen Voltas Entdeckungen noch mehr an Bedeutung, da sie nicht nur eine neue Art der Energieerzeugung boten, sondern auch neue Möglichkeiten zur Nutzung dessen aufzeigten, was eine der am intensivsten erforschten Naturkräfte der Zeit zu werden begann.

Alle Entdeckungen des lombardischen Wissenschaftlers ermöglichten es, elektrische Phänomene zu nutzen und Elektrizität wissenschaftlicher und genauer zu messen, mit dem Vorschlag, Standardmaße einzuführen.

Der eigentliche Durchbruch gelang zwischen 1799 und 1800, als Volta die Erfindung realisierte und perfektionierte, die ihn weltweit berühmt machen sollte: die Batterie.

Wie erwähnt, handelte es sich nicht um einen plötzlichen Einfall, sondern um eine Entdeckung, die das Ergebnis langjähriger vorangegangener Studien und Beobachtungen war, die insbesondere auf der tierischen Elektrizität und den entsprechenden Theorien eines anderen Italieners basierten, Luigi Galvani, der vereinfacht gesagt behauptete, dass Tiere von einem „elektrischen Fluid“ durchströmt würden und diese Elektrizität vom Gehirn erzeugt und dann durch die Nerven zu den Muskeln geleitet würde, wo sie gespeichert würde.

Alessandro Volta ließ sich von Galvanis Hypothese inspirieren, widersprach ihr aber gleichzeitig mit dem Argument, dass das Tier nicht die direkte Ursache für den Stromfluss sein könne. Diese Intuition war grundlegend für die Entwicklung der Batterie. Volta arbeitete verschiedene Experimente aus, um tatsächlich eine Batterie zu entwickeln, die in der Lage war, einen konstanten elektrischen Strom zu erzeugen.

Volta, der sich der Bedeutung seiner Entdeckung bewusst war, widmete lange Monate der technischen Perfektionierung seiner Erfindung. Jenseits der wissenschaftlichen Herausforderung musste er sich auch mit dem praktischen Problem auseinandersetzen, die Batterie zu einem funktionalen und nutzbaren Gerät zu machen. Dies führte ihn dazu, mit Hilfe der damals verfügbaren Materialien die ersten Versionen dessen zu entwickeln, was wir heute als „Prototyp“ bezeichnen. Es wird erzählt, dass Volta ganze Tage in den Labors verbrachte und verschiedene Kombinationen von Metallen und elektrolytischen Lösungen ausprobierte, bis er die Formel fand, die eine stabile Stromerzeugung garantierte. Sein unermüdlicher Einsatz trug maßgeblich zur Geburtsstunde der Elektrizitätslehre bei, wie wir sie heute kennen.

Die endgültige Version bestand aus einer Säule aus Zinkscheiben, die sich mit Kupferscheiben abwechselten, mit einer Zwischenschicht aus mit Salzwasser (oder säurehaltig gemachter Flüssigkeit) getränktem Karton. In diesem System erzeugt jede Scheibe einen Potenzialunterschied zwischen dem Metall und der Lösung; bei Zink und Kupfer nimmt ersteres das negativere Potenzial an. Durch die Verbindung der beiden Pole mit einem elektrischen Leiter wurde ein Stromkreis geschlossen, in dem Gleichstrom floss.

Die Batterie von Alessandro Volta war das erste System, das in der Lage war, Elektrizität mit einem über die Zeit konstanten Strom zu erzeugen. Der Name leitet sich davon ab, dass die Metallscheiben, die sie funktionsfähig machten, übereinander „gestapelt“ waren.

Volta selbst war es, der am 20. März 1800 seine Erfindung der Royal Society in London in einem Brief mitteilte, der ihm großen Ruhm einbrachte.

Bis 1869 – dem Jahr der Erfindung des Dynamos – war die Batterie das einzige Mittel zur Erzeugung von elektrischem Strom (der damals vor allem für das Telegrafenwesen genutzt wurde).

Das System, auf dem die elektrische Batterie im 19. Jahrhundert basierte, war recht einfach und bestand, wie erwähnt, aus einer einzelnen Säule aus verschiedenen voltaischen Elementen. Diese Art von Batterie konnte geladen werden und hielt die Elektrizität für einen begrenzten Zeitraum.

Heutzutage unterscheidet sich die elektrische Batterie stark von der aus dem Jahr 1800 – sowohl im ästhetischen Aspekt als auch in ihrer Funktionsweise – und funktioniert durch die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie.

Die heute im Handel erhältlichen Batterien werden Trockenbatterien genannt, weil die flüssige Lösung, d. h. der Elektrolyt, durch pastöse Substanzen ersetzt wurde, in die ein zylindrischer Kohlestab eingetaucht ist, der das Kupfer ersetzt. Das Ganze ist in einen Zinkbehälter eingesetzt, der auch als negativer Pol dient.

Neben der Trockenbatterie gibt es auf dem Markt auch andere Batterien, wie zum Beispiel die Alkalibatterien, die anders als Trockenbatterien aufgebaut sind und eine höhere Leistung in Bezug auf Lebensdauer und Effizienz aufweisen.