Il s’avère qu’il y a une vérité au « rebond des piles mortes » après tout

On a parfois l’impression que les piles AA se reproduisent lorsqu’on les laisse 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 maintenant réglée avec les résultats d’une étude évaluée par des pairs, menée par des chercheurs de l’Université de Princeton et publiée dans le Journal of Materials Chemistry.

Le rebond des piles mortes.

Ce que montre l’étude, c’est que plus la pile se décharge, plus son rebond est important – comme on le mesure en laissant tomber des piles 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.

Disséquer les 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 et 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 qui libère des électrons pour qu’ils circulent vers le dioxyde de manganèse à la cathode, générant ainsi 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 a plus rien pour créer un flux d’électrons, et la pile se vide alors.

L’équipe de l’université de Princeton a ensuite disséqué des piles avec différents degrés de décharge et a examiné leur contenu au microscope électronique à balayage. Ils ont découvert que lors du 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 incorporées 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 liés, 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, moment auquel la quantité de rebond se stabilise malgré le fait que davantage d’oxyde de zinc se forme encore. La technique du rebond peut donc révéler qu’une pile n’est pas neuve, mais ce n’est pas un indicateur qu’elle est complètement vide. Néanmoins, il s’agit d’un moyen facile et instantané de vérifier la profusion de piles qui remplissent nos tiroirs – pas besoin de multimètre.

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