Auch chemische Reaktionen können Spannung erzeugen. Das zeigt sich bei der Galvanischen Zelle. Sie besteht aus einem Gefäß mit einem Elektrolyt, in das zwei Plättchen aus unterschiedlichen Metallen, z. B. Kupfer und Zink, getaucht sind. Dabei lösen sich vom Zinkplättchen die positiven Zinkionen ab, die Elektronen bleiben zurück. Ähnliches passiert beim Kupferplättchen. Da sich hier aber weniger Ionen lösen, ist die negative Ladung kleiner. Zwischen den beiden Plättchen entsteht eine Spannung. Werden die beiden Plättchen miteinander verbunden, fließt Strom vom Zinkplättchen (Minuspol) zum Kupferplättchen (Pluspol). Je nach verwendeten Metallen können höhere oder niedrigere Spannungen erzeugt werden.

Prinzip einer Galvanischen Zelle

Das Prinzip der Galvanischen Zelle ist in jeder Batterie enthalten. Bis in die 1970er-Jahre wurde dafür das sogenannte Zink-Kohle-Element verwendet. Das besteht aus einem Zinkbecher, der zugleich den Minuspol bildete. Ein Kohlestift in der Mitte ist der Pluspol. Dazwischen befindet sich der Elektrolyt. Der Zinkbecher löst sich im Betrieb allmählich auf.

Zink-Kohle-Element

Viele Batterien sind heute sogenannte Alkali-Mangan-Zellen. Ihr Aufbau ist ähnlich wie der des Zink-Kohle-Elements. Allerdings werden etwas andere Stoffe verwendet. Dadurch sind sie länger haltbar und können mehr Strom liefern.

Anders als die Batterien können Akkumulatoren wieder aufgeladen werden. Dabei gibt es verschiedene Typen, z. B. Blei- oder Lithium-Ionen-Akkumulatoren (v. a. für Fotoapparate, Handys …). Bei ihnen wird kein Stoff verbraucht, sondern durch die Entladung der chemische Zustand der beiden Stoffe verändert. Durch das Wieder-Aufladen wird der vorherige Zustand wiederhergestellt und der Akku ist wieder leistungsfähig.

Bei einem Bleiakku befinden sich zwei Bleiplatten in Schwefelsäure. In ungeladenem Zustand sind beide Platten mit Bleisulfat überzogen. Beim Laden entsteht bei der positiven Platte Bleioxid und bei der negativen reines Blei. Zwischen ihnen besteht nun eine Spannung von ca. 2 V. Beim Entladen bildet sich an beiden Platten wieder Bleisulfat.

Laden und Entladen eines Bleiakkus