Lange Akkulaufzeit. Lustiges Chemie-Erlebnis für zu Hause

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Stellen Sie sich vor, was passiert ist: Sie haben ein elektrochemisches Experiment gestartet, einen Schaltkreis aufgebaut – und die Batterie ist plötzlich „satt“ und es gibt keine Ersatzbatterie. Wie sein? Aber es ist immer noch die halbe Miete. Viel schlimmer ist es, wenn an einem dunklen Abend und sogar im Wald die Taschenlampe ausgeht. Und wie schade, wenn die Batterien eines Transistorempfängers genau in dem Moment kaputt gehen, in dem Ihr Lieblingslied im Radio ausgestrahlt wird oder während der Übertragung eines Fußballspiels. Aber was kann man tun...

In der Zwischenzeit können Sie einige Dinge tun. Wenn kein Ersatzakku vorhanden ist, werfen Sie den alten nicht überstürzt weg, sondern versuchen Sie, ihn „wiederzubeleben“.

Viele moderne Batterien bestehen aus Elementen des Mangan-Zink-Systems. Während des Betriebs löst sich die negative Elektrode dieser Batterien – ein Zinkbecher – allmählich, aber sehr langsam auf und die positive Elektrode ist Mangandioxid MnO₂wird zu dreiwertigem Manganhydroxid reduziert (seine Formel kann als MnOOH dargestellt werden). Es bedeckt nach und nach die Oxidkörner, dringt tief in die Körner ein und verschließt den Zugang zum Elektrolyten. Selbst die Hälfte des Manganoxids wurde nicht verbraucht und das Element funktioniert bereits nicht mehr. Zu diesem Zeitpunkt bleibt noch mehr Zink übrig, bis zu vier Fünftel! Mit einem Wort: Eine fast gute Batterie muss weggeworfen werden.

Wenn Sie jedoch die „Hülle“ von MnOOH entfernen, kann der Elektrolyt wieder zu den Körnern fließen und die Batterie wird zum Leben erweckt. Aber wie kann man es abnehmen? Am einfachsten ist es, mit einem Hammer oder Stein ordentlich auf die Batterie zu klopfen. Dann brechen die Körner im Inneren der Zellen und der Elektrolyt kann wieder in sie eindringen. Diese Methode ist nicht so heiß wie gut, aber im Wald kann man vielleicht nicht die beste finden ...

Wenn zu Hause die Batterie ausfällt, kann Mangandioxid viel effizienter aktiviert werden. Schlagen Sie mit einem Nagel ein Loch in den Zinkbecher der Batterie und senken Sie die Batterie ins Wasser. Der Elektrolyt in der Zelle ist nicht flüssig (das wäre unpraktisch), sondern eingedickt. Es saugt sich in Wasser auf, verflüssigt sich und dringt leichter in die Mangandioxidkörner ein. Mit diesem einfachen Trick können Sie die Akkulaufzeit um fast ein Drittel verlängern. Aber es kann noch weiter vereinfacht werden.

Ein Befüllen der Batterie mit Wasser ist nicht erforderlich. Es reicht aus, einfach ein Loch in einen Zinkbecher zu stanzen. Das Manganoxid im Element wird mit Graphitpulver vermischt – dies ist notwendig, um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen. Sobald Luft einzuströmen beginnt, nimmt Graphit Sauerstoff auf und neben Mangandioxid entsteht eine weitere positive Elektrode – die sogenannte Luftelektrode, an der Sauerstoff reduziert wird. Mit einem Wort: Ein einfacher Nagel verwandelt ein Mangan-Zink-Element in ein Luft-Zink-Element!

Nehmen wir fairerweise an, dass der Akku nach einem solchen Vorgang mit einem kleinen Strom entladen wird – das sind die Eigenschaften einer selbstgebauten Zink-Luft-Zelle. Aber es wird sehr lange dienen.

Und das Letzte: Wir werden die alte Batterie fast genauso wie eine neue herstellen. Dazu muss die Batterie mit elektrischem Strom aufgeladen werden, also wie eine Batterie behandelt werden. Die Reaktion in der Batterie ist reversibel und MnOOH kann sich wieder in MnO umwandeln₂.

Beachten Sie, dass nicht alle Akkus aufgeladen werden können, sondern nur solche, bei denen die Paste nicht eingetrocknet ist und das Gehäuse nicht beschädigt ist. Und es ist notwendig, nicht mit dem üblichen Gleichstrom zu laden, da Batterien geladen werden. In diesem Fall beginnt sich Zink in Form verzweigter Dendriten auf dem Batteriegehäuse abzulagern, was sehr bald zu einem Kurzschluss und einem Ausfall der Batterie führt. Es muss mit dem sogenannten asymmetrischen Strom aufgeladen werden. Um es zu bekommen, müssen Sie den Wechselstrom nicht vollständig gleichrichten, zum Beispiel: eine Gleichrichterdiode in den Stromkreis und einen Widerstand (ca. 50 Ohm) parallel dazu einbauen. Die Quellenspannung sollte etwa 12 V betragen, Sie können den Strom also nicht direkt aus dem Netz beziehen, sondern benötigen einen Abwärtstransformator.

Mangan-Zink-Zellen können bis zu dreimal aufgeladen werden, wobei ihre Kapazität geringfügig abnimmt. Und kleine, sogenannte Knopfelemente (sie verwenden ein Quecksilber-Zink-System) können bis zu zehnmal aufgeladen werden. Es hat jedoch keinen Sinn, sie mit einem Nagel zu schlagen oder mit einem Hammer darauf zu klopfen – nach der Entladung sind in diesen Elementen praktisch keine Wirkstoffe mehr enthalten.

Autor: Olgin O.M.

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