Czemu naładowane baterie się nie odbijają?

Według legendy miejskiej można sprawdzić stopień naładowania baterii odbijając ją od twardego podłoża - te w pełni naładowane nie odbiją się, a puste gwałtownie od niej odskoczą. Ostatnio teorię tę postanowili sprawdzić naukowcy z Uniwersytetu Princeton, a wynik ich mocno zaskoczył.

Według legendy miejskiej można sprawdzić stopień naładowania baterii odbijając ją od twardego podłoża - te w pełni naładowane nie odbiją się, a puste gwałtownie od niej odskoczą. Ostatnio teorię tę postanowili sprawdzić naukowcy z Uniwersytetu Princeton, a wynik ich mocno zaskoczył.

Do badań podeszli oni sceptycznie, bo zdawać by się mogło, że technika taka nie ma żadnych podstaw chemicznych, jednak i tak ustawili oni serię przejrzystych rurek, przez które upuszczane były baterie o różnym stopniu naładowania.

Ale czemu tak się dzieje? Na szczęście chemicy znaleźli dla nas odpowiedź i na to pytanie rozcinając baterie i badając je pod skaningowym mikroskopem elektronowym. Badanie to wykazało, że podczas rozładowywania w akumulatorze zachodzą zmiany nie tylko chemiczne lecz fizyczne.

Początkowo, gdy bateria jest naładowana atomy cynku unoszą się w żelu, jednak w trakcie rozładowywania cynk wchodzi w reakcję z wodorotlenkiem potasu z anody i uwalniane są elektrony, które płyną w kierunku dwutlenku manganu w katodzie. W procesie tym powstaje tlenek cynku, który stopniowo, wraz z rozładowywaniem formuje się wokół cząsteczek cynku tworząc twardą, ceramiczną otoczkę wokół wewnętrznej, sprężystej warstwy.

Ze względu na fakt, że ceramika dobrze się odbija od twardego podłoża, odbija się od niego bateria rozładowana (jak widzicie na filmiku wyżej efekt ten najwyższy jest gdy jest ona rozładowana mniej więcej do połowy, co wynika z faktu jak cząsteczki tlenku cynku się formują), podczas gdy naładowana, wypełniona żelem nie odbiją się.

Źródło: Journal of Materials Chemistry A