Es scheint manchmal, als ob AA-Batterien brüten, wenn sie allein in dunklen Schubladen rund um das Haus gelassen werden. Wenn Kinder sie aus dem Spielzeug reißen, wenn ihnen der Saft ausgeht, vermischen sich die Toten kostenlos mit den neuen. Und irgendwie ist ein funktionierender Batterietester oder Multimeter nie zur Hand, um sie zu testen (und möglicherweise wurden sogar die Batterien für etwas anderes entwendet).Ein gemunkelter und einfacher Test, um eine leere Batterie von einer guten zu unterscheiden, ist die leere Batterie Bounce – lassen Sie sie auf den Boden fallen, und die flachen hüpfen. Dies wurde mit einem gewissen Maß an Skepsis begegnet, mit vielen behaupten, die Technik überhaupt keine wissenschaftliche Grundlage hat. Die Angelegenheit wurde nun jedoch mit den Ergebnissen einer von Experten begutachteten Studie von Forschern der Princeton University geklärt, die im Journal of Materials Chemistry veröffentlicht wurde.Was die Studie zeigt, ist, dass je mehr sich die Batterie entlädt, desto größer ist ihre Sprungkraft – gemessen durch Fallenlassen von Batterien in Plexiglasröhren und Aufzeichnen der Höhe der Sprungkraft. Diese Korrelation wird ausgeglichen, wenn die Hälfte der Leistung verbraucht wurde. Die Autoren haben nicht nur Zweifel an der Nützlichkeit der Technik ausgeräumt, sondern auch herausgefunden, warum sich die Eigenschaften und die Neigung der Batterien zum Abprallen ändern, wenn ihre Leistung erschöpft ist.
Sezierbatterien
Die meisten Einwegbatterien bestehen aus zwei Kammern. Eine davon ist die positiv geladene Kathode, die Mangandioxid enthält. Die andere ist die negativ geladene Anode, die Zink in Form eines Gels und etwas Kaliumhydroxid enthält – das Alkali, das standardmäßigen, nicht wiederaufladbaren Alkalibatterien ihren Namen gibt.
Wenn die beiden Enden einer Batterie verbunden sind, reagiert das Zink mit dem Hydroxid in der Anode, wodurch Elektronen freigesetzt werden, die zum Mangandioxid an der Kathode fließen und Strom erzeugen. Während dieses Prozesses reagieren die verschiedenen Chemikalien zu Zinkoxid und einer anderen Form von Manganoxid. Wenn das gesamte Zink reagiert hat, gibt es keinen Elektronenfluss mehr, und so wird die Batterie leer.
Das Team der Princeton University sezierte dann Batterien mit verschiedenen Entladungsgraden und untersuchte ihren Inhalt unter einem Rasterelektronenmikroskop. Sie entdeckten, dass sich beim Entladen auch die Art der Batterie physikalisch und chemisch verändert.
Das Zinkoxid bildet sich um die im Gel eingebetteten Zinkpartikel und verwandelt das Gel langsam in eine Keramik. Während das Material als dicht gepackte Partikel beginnt, bildet der Oxidationsprozess winzige Brücken zwischen ihnen und erzeugt ein Material, das ein bisschen wie ein Netzwerk von verbundenen Federn aussieht, das ihm Sprungkraft verleiht. Jeder, der jemals ein Gelee auf den Boden fallen gelassen hat, wird wissen, dass Gele nicht abprallen – aber die Keramikform, in der es gebildet wird, könnte.
Der „maximale Bounce“ wird jedoch erreicht, wenn die Batterie auf etwa die Hälfte ihrer Ladung heruntergefahren ist. Die Bounce-Technik kann also zeigen, dass eine Batterie nicht frisch ist, aber es ist kein Indikator dafür, dass sie völlig leer ist. Dennoch ist es eine einfache und sofortige Möglichkeit, die Fülle von Batterien zu überprüfen, die unsere Schubladen füllen – kein Multimeter erforderlich.