Il semble parfois que les piles AA se reproduisent lorsqu’elles sont laissées seules dans les tiroirs sombres de la maison. Comme les enfants les arrachent des jouets lorsqu’ils n’ont plus de jus, les piles mortes sans charge se mélangent avec les nouvelles. Et d’une manière ou d’une autre, un testeur de piles ou un multimètre en état de marche n’est jamais à portée de main pour les tester (et peut même avoir eu ses piles subtilisées pour être utilisées dans autre chose).
Un test simple et répandu pour déterminer une pile vide d’une bonne pile est le rebond des piles mortes – laissez-les tomber sur le sol, et les piles plates rebondissent. Ce test a été accueilli avec un certain degré de scepticisme, beaucoup affirmant que cette technique n’a aucune base scientifique. Cependant, la question est désormais réglée avec les résultats d’une étude examinée par des pairs, réalisée par des chercheurs de l’université de Princeton et publiée dans le Journal of Materials Chemistry.
Le rebond de la batterie morte
Ce que montre l’étude, c’est que plus la batterie se décharge, plus son rebond est important – ce qui est mesuré en faisant tomber des batteries dans des tubes en plexiglas et en enregistrant la hauteur du rebond. Cette corrélation se stabilise lorsque la moitié de la puissance a été utilisée. En plus de lever les doutes sur l’utilité de cette technique, les auteurs ont également compris pourquoi les propriétés des piles et leur tendance à rebondir changent au fur et à mesure que leur puissance s’épuise.
Dissection des piles
La plupart des piles jetables se composent de deux chambres. L’une est la cathode chargée positivement, qui contient du dioxyde de manganèse. L’autre est l’anode chargée négativement, qui contient du zinc sous forme de gel, et un peu d’hydroxyde de potassium – l’alcali qui donne son nom aux piles alcalines standard, non rechargeables.
Intérieur d’une pile alcaline. Tympanus
Lorsque les deux extrémités d’une pile sont connectées, le zinc réagit avec l’hydroxyde dans l’anode, ce qui libère des électrons qui circulent vers le dioxyde de manganèse à la cathode, générant de l’électricité. Au cours de ce processus, les différents produits chimiques réagissent pour former de l’oxyde de zinc et une autre forme d’oxyde de manganèse. Lorsque tout le zinc a réagi, il n’y en a plus pour créer un flux d’électrons, et la pile se vide alors.
L’équipe de l’université de Princeton a ensuite disséqué des piles présentant différents degrés de décharge et a examiné leur contenu au microscope électronique à balayage. Ils ont découvert que dans le processus de décharge, il y a également un changement physique ainsi que chimique dans la nature de la batterie.
L’oxyde de zinc se forme autour des particules de zinc intégrées dans le gel, transformant lentement le gel en une céramique. Alors que le matériau se présente au départ sous la forme de particules serrées, le processus d’oxydation forme de minuscules ponts entre elles, produisant un matériau ressemblant un peu à un réseau de ressorts reliés entre eux, ce qui lui donne du rebond. Quiconque a déjà fait tomber une gelée sur le sol sait que les gels ne rebondissent pas – mais le moule en céramique dans lequel ils sont formés pourrait le faire.
Cependant, le « rebond maximum » est atteint lorsque la batterie n’a plus que la moitié de sa charge, à ce moment-là, le rebond se stabilise malgré le fait que de l’oxyde de zinc continue à se former. La technique du rebond peut donc révéler qu’une pile n’est pas neuve, mais elle n’est pas un indicateur qu’elle est entièrement vide. Malgré tout, c’est un moyen facile et instantané de vérifier la profusion de piles qui remplissent nos tiroirs – pas besoin de multimètre.
Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l’article original.