Det virker nogle gange, som om AA-batterier formerer sig, når de ligger alene i mørke skuffer i huset. Når børn river dem ud af legetøj, når de løber tør for strøm, bliver de døde batterier uden opladning blandet sammen med de nye batterier. Og på en eller anden måde er der aldrig en fungerende batteritester eller et multimeter til rådighed til at teste dem (og måske er batterierne endda blevet stjålet til brug i noget andet).
En rygtet om en simpel test til at afgøre, om der er tale om et fladt batteri eller et godt batteri, er det døde batteri, der hopper – lad dem falde ned på gulvet, og de flade batterier hopper. Dette er blevet mødt med en vis grad af skepsis, og mange hævder, at teknikken ikke har noget videnskabeligt grundlag overhovedet. Men sagen er nu blevet afklaret med resultaterne af en peer-reviewed undersøgelse fra forskere fra Princeton University, der er offentliggjort i Journal of Materials Chemistry.
Det døde batteris bounce
Det, som undersøgelsen viser, er, at jo mere batteriet aflades, jo større er dets bounce – målt ved at lade batterierne falde ned i plexiglasrør og registrere højden af bouncen. Denne korrelation udjævner sig, når halvdelen af strømmen er blevet brugt. Forfatterne har ikke blot fjernet tvivlen på, om teknikken er brugbar, men har også fundet ud af, hvorfor batteriernes egenskaber og tilbøjelighed til at hoppe ændrer sig, efterhånden som deres strøm er brugt op.
Dissecting Batteries
De fleste engangsbatterier består af to kamre. Det ene er den positivt ladede katode, som indeholder mangandioxid. Det andet er den negativt ladede anode, som indeholder zink i form af en gel og noget kaliumhydroxid – den alkali, der giver standardiserede, ikke genopladelige alkalinebatterier deres navn.
Indeni et alkalinebatteri. Tympanus
Når de to ender af et batteri forbindes, reagerer zinken med hydroxidet i anoden, som frigør elektroner til at strømme til mangandioxidet i katoden og genererer elektricitet. Under denne proces reagerer de forskellige kemikalier og danner zinkoxid og en anden form for manganoxid. Når al zinken har reageret, er der ikke mere til at skabe en strøm af elektroner, og så bliver batteriet fladt.
Derpå dissekerede holdet fra Princeton University batterier med forskellige grader af afladning og undersøgte deres indhold under et scanningelektronmikroskop. De opdagede, at der i forbindelse med afladningsprocessen også sker en fysisk såvel som kemisk ændring af batteriets natur.
Zinkoxid dannes omkring zinkpartiklerne, der er indlejret i gelen, hvilket langsomt forvandler gelen til en keramik. Mens materialet starter som tæt pakkede partikler, danner oxideringsprocessen små broer mellem dem, hvilket giver et materiale, der minder lidt om et netværk af forbundne fjedre, hvilket giver det springkraft. Enhver, der nogensinde har tabt en gelé på gulvet, vil vide, at geléer ikke hopper – men det kan den keramiske form, som den dannes i.
Det “maksimale hoppeevne” nås imidlertid, når batteriet er nede på omkring halvdelen af sin opladning, hvorefter hoppeniveauet falder til trods for, at der stadig dannes mere zinkoxid. Så bounce-teknikken kan afsløre, at et batteri ikke er frisk, men det er ikke en indikator for, at det er helt fladt. Alligevel er det en nem og øjeblikkelig måde at kontrollere den overflod af batterier, der fylder vores skuffer – uden multimeter.
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.