Batterien mögen einfach aussehen, doch der Bereitstellung von gespeicherter Energie geht ein komplexer elektrochemischer Prozess voraus.
Wie wird Strom bereitgestellt? Elektrischer Strom beginnt in Form von Elektronen in einem externen Stromkreis zu fließen, wenn ein Gerät – zum Beispiel eine Taschenlampe – eingeschaltet wird. In diesem Moment gibt das Anodenmaterial der Batterie – Zink – zwei Elektronen pro Atom ab. Dieser Prozess wird als Oxidation bezeichnet, und es bleiben instabile Zinkionen zurück. Nachdem die Elektronen ihre Arbeit verrichtet und die Taschenlampe zum Leuchten gebracht haben, kehren sie an der Kathode wieder in die Zelle zurück. Dort treffen sie in einem chemischen Vorgang, der Reduktion genannt wird, auf den aktiven Stoff Mangandioxid.
Das Wechselspiel der chemischen Prozesse von Oxidation und Reduktion ist nur in einer Zelle möglich, in der die Elektronen intern wieder zurück zur Anode gelangen können, um so den externen Stromfluss auszugleichen. Dieser Vorgang wird durch die Bewegung negativ geladener Hydroxidionen ermöglicht, die sich in einer Wasserlösung – dem Elektrolyt – befinden.
Jedes einzelne Elektron, das in die Kathode gelangt, reagiert dort mit dem Mangandioxid und bildet MnOO-. Das MnOO- reagiert dann mit dem Wasser des Elektrolyten. Bei dieser Reaktion wird das Wasser aufgespalten: in Hydroxidionen, die in den Elektrolyten abgegeben werden, und in Wasserstoffionen, die mit dem MnOO- zu MnOOH reagieren.
Der interne Stromkreislauf wird geschlossen, wenn die bei dieser Reaktion an der Kathode gebildeten Hydroxidionen in Form von Ionenstrom zur Anode fließen. Dort verbinden sie sich mit den instabilen Zinkionen, die an der Anode gebildet wurden, als die Elektronen zuerst an den externen Stromkreis abgegeben wurden. Dabei entstehen Zinkoxid und Wasser und der Kreislauf ist geschlossen. Das wiederum ist Voraussetzung, um einen konstanten Stromfluss zu erzeugen, sodass ein Gerät mit Strom versorgt werden kann.
