Néha úgy tűnik, hogy az AA elemek szaporodnak, ha egyedül maradnak a ház sötét fiókjaiban. Ahogy a gyerekek kitépik őket a játékokból, ahogy kifogy a nafta, a töltés nélküli, lemerült elemek összekeverednek az újakkal. És valahogy soha nincs kéznél egy működő akkumulátortesztelő vagy multi-méter, amivel tesztelni lehetne őket (és még az is lehet, hogy az elemeket elrabolták, hogy valami másban használják).
Az egyik pletykás és egyszerű teszt, amivel meg lehet állapítani, hogy az elem lemerült-e vagy sem, a lemerült elem pattogása – dobja le őket a földre, és a lemerült elemek pattognak. Ezt bizonyos fokú szkepticizmus fogadta, sokan azt állítják, hogy a technikának egyáltalán nincs tudományos alapja. A Princeton Egyetem kutatóinak a Journal of Materials Chemistry című szakfolyóiratban közzétett, lektorált tanulmányának eredményeivel azonban most lezárult a kérdés.
A lemerült akkumulátor pattogása
A tanulmány azt mutatja, hogy minél jobban lemerül az akkumulátor, annál jobban pattog – ezt úgy mérték, hogy az akkumulátorokat plexicsövekbe dobták, és rögzítették a pattogás magasságát. Ez az összefüggés akkor szűnik meg, amikor az akkumulátor teljesítményének a fele elfogyott. Amellett, hogy a szerzők eloszlatták a technika hasznosságával kapcsolatos kételyeket, arra is rájöttek, hogy miért változnak az akkumulátorok tulajdonságai és pattogásra való hajlamuk az energia lemerülésével.
Aksik szétválasztása
A legtöbb eldobható akkumulátor két kamrából áll. Az egyik a pozitív töltésű katód, amely mangán-dioxidot tartalmaz. A másik a negatív töltésű anód, amely gél formájában cinket és némi kálium-hidroxidot tartalmaz – a lúgot, amely a szabványos, nem újratölthető alkáli elemek nevét adja.
Egy alkáli elem belsejében. Tympanus
Az elem két végének összekapcsolásakor a cink reakcióba lép az anódban lévő hidroxiddal, amely elektronokat szabadít fel, amelyek a katódban lévő mangán-dioxidhoz áramlanak, áramot termelve. E folyamat során a különböző vegyi anyagok reakcióba lépve cink-oxidot és a mangán-oxid egy másik formáját képezik. Amikor az összes cink reakcióba lépett, már nincs több elektronáramlás, és így az akkumulátor lemerül.
A Princeton Egyetem csapata ezután különböző mértékű kisülésű akkumulátorokat boncolt fel, és pásztázó elektronmikroszkóp alatt vizsgálta a tartalmukat. Felfedezték, hogy a kisülés során az akkumulátor természetében fizikai és kémiai változás is bekövetkezik.
A cink-oxid a gélbe ágyazott cinkrészecskék körül képződik, lassan kerámiává alakítva a gélt. Míg az anyag szorosan csomagolt részecskékként indul, az oxidációs folyamat apró hidakat képez közöttük, így olyan anyag jön létre, amely kicsit olyan, mint az összekapcsolt rugók hálózata, ami rugózást ad neki. Bárki, aki valaha is leejtett már egy zselét a padlóra, tudja, hogy a zselék nem pattognak – de a kerámiaforma, amelyben kialakulnak, igen.
A “maximális pattogás” azonban akkor érhető el, amikor az akkumulátor töltöttségének körülbelül a felére csökken, és ekkor a pattogás mértéke csökken, annak ellenére, hogy még mindig több cink-oxid képződik. Tehát a pattogási technika elárulhatja, hogy az akkumulátor nem friss, de nem jelzi, hogy teljesen lemerült. Mégis, ez egy egyszerű és azonnali módja annak, hogy ellenőrizzük a fiókjainkat megtöltő rengeteg elemet – nem szükséges hozzá multiméter.
Ez a cikk eredetileg a The Conversation oldalon jelent meg. Olvassa el az eredeti cikket.