Batterien sind Energiespeicher und Wandler in einem: Beim Aufladen steckt man elektrische Energie hinein und die Batterie wandelt sie in chemische Energie und speichert diese. Wenn man Strom braucht, läuft der Vorgang umgekehrt ab: Die Batterie entnimmt ihrem Speicher chemische Energie und wandelt sie zurück in elektrische - der Akku entlädt sich.
Diese Abläufe lassen sich gut an einer Bleibatterie nachvollziehen, denn im Vergleich zu modernen Akkus ist sie noch recht einfach aufgebaut. Wegen ihrer Leistungsfähigkeit ist sie immer noch millionenfach im Einsatz, vor allem als Autobatterie. Die Simulation gibt Einblick in das Innere dieser Batterie:
So bedient man den interaktiven Bleiakkumulator
Die Animation enthält einige Informationstexte, die mit "i" gekennzeichnet sind. Durch Anklicken oder Antippen dieser Buttons erscheinen die Texte. Außerdem gibt es zwei Schalter, die betätigt werden können: Einen zum Aufladen und einen zum Entladen des Bleiakkus.
Bleisulfat, Bleioxid und poröses Blei: Die chemische Reaktion beim Aufladen einer Batterie
Zunächst muss der Akku aufgeladen werden. Hierzu wird der Ladeschalter neben dem Batterieladegerät betätigt. An der Anzeige des Ladegeräts erkennt man, dass Strom fließt.
Eine Detailansicht zeigt einen Ausschnitt des Bleiakkumulators. Hier kann beobachtet werden, welche chemischen Reaktionen ablaufen, wenn der Akku geladen wird. Hierbei stellen weiße Punkte Wasserstoff, rote Punkte Sauerstoff, blaue Punkte Elektronen und gelbe Punkte Schwefel dar. Die Gesamtreaktion während des Ladevorgangs im Bleiakkumulator unter Zufuhr von Energie lautet:
2PbSO₄ + 2H₂O → Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄
Beim Entladen des Akkus wird Energie freigesetzt
Ist der Akku voll geladen, schaltet sich das Ladegerät ab. Nun kann man durch Anklicken oder Antippen des weißen Schalters einen Verbraucher einschalten - in diesem Fall eine Glühlampe. Die oben gezeigte chemische Reaktion läuft nun umgekehrt ab und es wird Energie frei, die Glühlampe brennt. In dem Ausschnitt des Bleiakkumulators kann man wieder beobachten, welche Reaktionen einzeln ablaufen.
