Det visar sig att det finns en sanning i ”dead battery bounce” trots allt

Det verkar ibland som om AA-batterier förökar sig när de lämnas ensamma i mörka lådor runt om i huset. När barnen sliter ut dem ur leksaker när de tar slut på strömmen blandas de döda batterierna utan laddning ihop med de nya. Och på något sätt finns det aldrig en fungerande batteritestare eller multimeter till hands för att testa dem (och batterierna kan till och med ha blivit stulna för att användas i något annat).

Ett rykte om att ett enkelt test för att avgöra om ett batteri är urladdat från ett bra batteri är studsandet av det döda batteriet – låt dem falla på golvet, så studsar de urladdade batterierna. Detta har mötts av en viss skepsis, och många hävdar att tekniken inte har någon vetenskaplig grund alls. Men frågan har nu avgjorts i och med resultaten av en peer-reviewed studie från forskare vid Princeton University som publicerats i Journal of Materials Chemistry.

The dead battery bounce.

Vad studien visar är att ju mer batteriet urladdas, desto större blir dess studs – vilket mäts genom att batterier släpps ner i plexiglasrör och man registrerar höjden på studsens studs. Detta samband planar ut när halva energin har använts. Författarna har inte bara avlägsnat alla tvivel om teknikens användbarhet, utan har också tagit reda på varför batteriernas egenskaper och tendens att studsa förändras när strömmen försvinner.

Batterier i detalj

De flesta engångsbatterier består av två kamrar. Det ena är den positivt laddade katoden, som innehåller mangandioxid. Den andra är den negativt laddade anoden, som innehåller zink i form av en gel och lite kaliumhydroxid – den alkali som ger standardiserade, icke uppladdningsbara alkaliska batterier deras namn.

Inuti ett alkaliskt batteri. Tympanus

När de två ändarna av ett batteri kopplas samman reagerar zinken med hydroxiden i anoden som frigör elektroner som flödar till mangandioxiden i katoden och genererar elektricitet. Under denna process reagerar de olika kemikalierna och bildar zinkoxid och en annan form av manganoxid. När all zink har reagerat finns det inget mer som kan skapa ett flöde av elektroner, och då blir batteriet tomt.

Princeton University-teamet dissekerade sedan batterier med olika grader av urladdning och undersökte deras innehåll i ett svepelektronmikroskop. De upptäckte att det under urladdningsprocessen också sker en fysisk såväl som kemisk förändring av batteriets beskaffenhet.

Zinkoxiden bildas runt de zinkpartiklar som är inbäddade i gelen, vilket långsamt förvandlar gelen till en keramik. Medan materialet börjar som tätt packade partiklar bildar oxideringsprocessen små broar mellan dem, vilket ger ett material som påminner lite om ett nätverk av sammanlänkade fjädrar, vilket ger det studsighet. Alla som någonsin har tappat en gelé på golvet vet att geléer inte studsar – men den keramiska form som den bildas i kan göra det.

Det ”maximala studsandet” uppnås dock när batteriet är nere på ungefär hälften av sin laddning, då studsandet avtar trots att det fortfarande bildas mer zinkoxid. Så studstekniken kan avslöja att ett batteri inte är fräscht, men den är inte en indikator på att det är helt tomt. Men det är ändå ett enkelt och snabbt sätt att kontrollera den mängd batterier som finns i våra lådor – ingen multimeter behövs.

Leave a Reply

Din e-postadress kommer inte publiceras.