Werkzeuge: Akku-Technik: Energie aus der Box

Einleitung

Dezember 2020 Der allererste Wagen von Ferdinand Porsche fuhr mit Elektromotor, leise, abgasfrei und einfach zu bauen. Nur die Reichweite war zu kurz. Damals. Dass die Akku-Technologie heute anderen Energiesystemen auch bei Garten- und Powertools den Rang abläuft, ist hinlänglich bekannt. Dies bewirkt einen Paradigmenwechsel in der modernen Gesellschaft. Was uns die Zukunft bringt, können wir nur erahnen. Einen Einblick in den Umgang mit der rasanten Entwicklung und Basiswissen zur Akku-Technik geben wir hier.

Eigentlich gibt es Strom schon immer. Man denke an Blitz und Donner. Seit 2.600 Jahren können wir Strom selbst erzeugen. Mehr oder weniger. Denn damals hat ein gewisser Thales von Milet sein Bernsteinkettchen mit einem Tüchlein gesäubert. Und durch die Reibung hat dann der Bernstein (Electrum) leichte Körper (elektrisch) angezogen. Seitdem ist klar: Wenn man ein Electrum ordentlich reibt, lädt es sich statisch auf.

Es sollte aber bis zum Ende des 18. Jahrhunderts dauern, bis ein italienischer Arzt namens Luigi Galvani die salzige Körperflüssigkeit eines Froschbeins mit Kupfer und Eisen in Berührung brachte und dessen Muskel daraufhin zuckte. Und einige weitere Jahre, bis Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta mit dem Wissen um die Wirkung vom Elektronenfluss von der Anode zur Kathode im Elektrolyt nachwies, warum das Bein zuckte. Und damit die elektrische Batterie erfand und die Elektrizitätslehre ins Leben rief.

Damit war der Weg für den Strom aus der Box frei. Allerdings war so eine Box noch riesig groß und hatte wenig Strom darin. Mit Beginn der Lithium-Ionen-Technik werden nun die

Strom-Boxen immer handlicher und vor allem leichter. Sie lassen sich schneller laden und geben länger Elektrizität ab. Diese Technologie erweist sich als besonders leistungsfähig. Aber sie ist auch nicht ohne Nachteile. So werden die verwendeten Materialien – Lithium und Kobalt – immer knapper. Weltweit werden deshalb neue Technologie-Ansätze verfolgt.

Rund um den Akku nach oben

Je mehr Volt, desto mehr Leistung. Klingt einfach, ist es aber nicht. Denn je nach Hersteller werden wir mit den verschiedensten Angaben konfrontiert. Der eine definiert die Leistung seiner Akkus mit Nennspannung, der andere mit Spitzenspannung. Der Dritte entscheidet sich für Wattstunden. Der Vierte legt äußersten Wert auf die Amperestunden. Und der Fünfte überfordert uns mit fantasievollen marketingorientierten Zusatzangaben. Um Licht ins Dunkel zu bringen, versuchen wir es hier mit einer einfachen Definition.

So ist der Akku aufgebaut nach oben

Hauptbestandteil eines Akkus sind seine Zellen. Diese werden derzeit weltweit nur von einer Hand voll Unternehmen hergestellt. Akkuproduzenten kaufen diese Zellen und fügen sie in bestimmte Einheiten, die Akku-Packs, zusammen. Denn die Spannung einer einzelnen Zelle reicht nicht für den praktischen Einsatz. Eine Lithium-Ionen-Zelle hat üblicherweise eine nominelle Spannung von 3,6 Volt. Packt ein Hersteller nun zehn Zellen in einen Akku und schaltet sie in Reihe, dann erreicht dieser Akku 36 Volt nominelle Spannung, was einer Spitzenspannung von 40 Volt entspricht. Die Spitzenspannung ist beim Anlaufen von Geräten notwendig, wenn diese viel Kraft benötigen, wie zum Beispiel Kettensägen. Die Kombination von Akku- und Motoren-Elektronik soll diese Kraft, so die Hersteller, bis zum Entladen halten können.

Was bringt uns die Zukunft? nach oben

Geräte mit Verbrennermotor und Antriebsstrang werden in Zukunft immer weniger werden. Akkugeräte sind einfacher im Aufbau. Ein Elektromotor braucht auch weniger Wartung und Reparaturen. Öl zum Kontrollieren und Nachfüllen fehlt. Statt Inspektion, Ölwechsel, Filter, Zündkerze, Kraftstoffilter gibt es zukünftig nur noch Softwareupdates. Der Strom aus der Box wird fast täglich neu erfunden. Darum gilt es, hier besonders wachsam zu sein und täglich darauf zu achten, was sich in der Welt bewegt. Die nächsten Schritte in der Akku-Technik sind kleinere, flexiblere Zellen mit längerer Lebensdauer, kürzerer Ladedauer, breiterer Anwendung und vor allem noch höherer Umweltfreundlichkeit.

Ach ja: Nicht alles wird schnell umgesetzt werden können: Akkutechnik ist dauerhaft nur so umweltfreundlich wie die Energie, mit der die Akkus geladen werden. Heute gehen Experten davon aus, dass wir zum Beispiel bei einer kompletten Umstellung des Pkw-Verkehrs auf Elektroantrieb den Stromverbrauch aus dem Niederspannungsnetz (bis 1.000 V) verdoppeln. Den müssen wir erst mal erzeugen und verteilen. Und wo bleibt dann die Energie für Akku-Gartengeräte und Akku-Werkzeuge? Also: Gemach – aber mit Weitblick in die Zukunft schauen.