Da es keinen Technik oder DIY Bereich gibt schreibe ich es mal hier mit ein.
Wie der Titel schon sagt geht es um die Möglichkeit sich eine Batterie selbst zu bauen wenn sonst keine Möglichkeit mehr besteht ein wichtiges Gerät zu betreiben. Da man heute problemlos und Preisgünstig Batterien, Akkus, Powerbänke, Solarpanele und Generatoren kaufen und einlagern kann sind meine Überlegungen ersteinmal übertrieben und dementsprechend eher theoretisch. Falls es doch jemals nötig sein sollte ist es aber gut wenn man schon mal was davon gelesen hat.
Theoretisch ist es relativ einfach eine Batteriezelle zu bauen, das zeigt auch schon die antike "Bagdad-Batterie", den im einfachsten Falle braucht man 2 Stücke Blech aus verschiedenen Metallen, eine Säure und einen Säurefesten Behälter. Wenn man beide Metallstücke so in die Säure stellt das sie sich nicht berühren dann beginnt das unedlere Metall sich lösen zu wollen. Zwischen den beiden Metallstücken entsteht ein elektrisches Potenzial, eine Spannung ist messbar. Diese Spannung ist abhängig von den verwenden Metallen und deren Kombination.
Mit an die Metallstücke angebrachten Kabeln wird nun ein Verbraucher angeschlossen so das der Stromkreis geschlossen ist und ein Strom fließen kann.
Die Batterie wird mit 3 Nennwerten definiert:
1. Die Spannung:
Die Nennspannung oder Lehrlaufspannung ist abhängig von den gewählten Metallen. Sie wird sinken wenn ein Strom fließt und gegen 0V gehen wenn die Zelle verbraucht ist. Da die Spannung einer einzelnen Zelle gewöhnlich zu gering ist um einen Verbraucher anzuschließen kann man durch ein in Reihe schalten mehrerer Zellen die Gesamtspannung vervielfältigen.
2. Der Strom:
Der Strom fließt wenn der Stromkreis geschlossen ist. Die Stromstärke ist dabei zum einen vom Wiederstand des Verbrauchers, zum anderen aber auch von Innenwiederstand der Zelle. Wenn die Zelle nicht genug Strom liefern kann bricht die Spannung ein/ wird geringer. Um die mögliche Stromstärke zu erhöhen kann man mehrere Zellen paralell schalten, oder eine Zelle aus größeren Metallstücken bauen, was in beiden Fällen das selbe bedeutet: die aktive Oberfläche der Metallstücke wird größer.
3. Die Kapazität
Die Kapazität der Batterie bedeutet wie viel Strom in der Batterie steckt, also auch wie lange sie einen bestimmten Strom liefern kann. Deshalb wird sie durch die aktive Oberfläche der Metallstücke festgelegt. Durch vergrößern dieser Oberfläche vergrößert sich proportional auch die Kapazität. Das kann man entweder durch verwenden größerer Metallstücke erreichen oder durch das paralell schalten mehrerer Zellen.
In der Praxis steht man dann vor der Aufgabe die Theorie funktionierend umzusetzen.
Ein Beispiel:
Du möchtest dein Handy laden. Die Steckdosen geben nichts mehr her, die Powerbank ist leer, kein Auto, Solarpanel oder Kurbelgenerator verfügbar. Was würde MacGyver tun? Eine Möglichkeit wäre jetzt aus verfügbaren Materialien eine Batterie zu bauen. Eine einfache Möglichkeit währe es mit Dachrinnen. Wenn ein Haus Dachrinnen aus Kupfer hat und ein anderes Dachrinnen aus Zink, dann währen schon zwei gut geeignete Metalle vorhanden die sich auch noch sehr gut bearbeiten lassen. Außerdem sind noch 6 Gefäße notwendig. Diese können Eimer oder Gurkengläser oder änliches sein, wichtig ist das sie Säurebeständig sind und entweder aus einem isolierenden Material bestehen (Glas, Kunststoff,...) oder einem der verwendeten Metalle bestehen. Dann schneidet man 12 gleichgroße blechstücke zu, 6 aus Kupfer und 6 aus Zink. Davon kommen dann je 1 Stück Kupfer und ein Stück Zink in einen Behälter, so das sie sich nicht berühren. Dann werden die einzelnen Gruppen miteinander verbunden, dazu verbindet man das Zinkstück aus Behälter 1 mit dem Kupferstück aus Behälter 2, das Zinkstück aus Behälter 2 mit dem Kupferstück aus Behälter 3, .....
Danach werden die Behälter mit einem Elektrolyt aufgefüllt, das kann in diesem Fall zum Beispiel Salzwasser, Essig, Saurer Regen, Schwefelsäure oder auch Zitronensaft sein. Jetzt ist die Batterie soweit fertig, das Kupferstück in Behälter 1 ist der Pluspol das Zinkstück in Behälter 6 der Minuspol.
Da eine Kupfer Zink Zelle 0,89V liefert ergibt sich aus der Reihenschaltung von 6 Zellen 5,34V. Handys die per 5V USB geladen werden haben einen Tolleranzbereich in dem sie laden können von etwa 4V bis 5,5V. Nun muss das Handy noch angeschlossen werden. Dazu verwendet man ein zum Handy passendes USB Kabel, schneidet den Stecker ab den man nicht braucht (meistens der Typ A Stecker, weil man den Micro-usb oder den Typ C Stecker für das Handy braucht) und legt die einzelnen Leitungen frei. Den grünen und den weißen verbindet man miteinander damit das Handy signalisiert bekommt das ein 5V Ladegerät angeschlossen ist (das funktioniert jedoch nicht mit Apple Produkten da diese sich nicht an die entsprechende Norm halten). Die schwarze Leitung ist der Minuspol, die Rote Leitung der Pluspol, deshalb kommt die Rote Leitung an das Kupferstück in Behälter 1 und die Schwarze Leitung an das Zink in Behälter 6. Wenn man jetzt das Handy anschließt sollte es laden. Wie lange oder wie oft man das Handy mit dieser Batterie laden kann ist dann von den öden genannten Faktoren abhängig.
Nicht nur für die Freunde des Kleingedruckten muss ich noch erwähnen das man beim Umgang mit Säure vorsichtig sein sollte, da man sich je nach Art und Konzentration sehr schwer verletzen kann. Auch eine Schutzbrille und Handschuhe sollten verwendet werden. Das gilt auch für die Metallbearbeitung. Jeder ist für das was er tut selbst verantwortlich und ich weise jegliche Schuld von mir falls jemand oder etwas durch unsachgemäßen Umgang mit gefährlichen Materialien zu schaden kommt. Also seit bitte vorsichtig und informiert euch gegebenenfalls vorher.
Dieser Text soll als Anregung verstanden werden und ist keine exakte Anleitung.
Wenn du bis hierher gelesen hast dann danke ich dir für deine Aufmerksamkeit.
