測試鹼性電池剩餘電量的簡易方法

生活科學趣談

鹼性電池 就是使用鹼性電解液(氫氧化鉀水溶液)的電池,二氧化錳為正極(陰極)反應物,以 Energiner akaline battery為例,頂端與側邊的金屬外殼均為正極(鍍鎳合金,不參與反應,僅當惰性電極來導出電流);以鋅粉為負極(陽極)反應物,目的是增加表面積來提高反應速率,電池底端的金屬片亦為鍍鎳合金,並連接一根鍍鎳合金棒深入電池內部來導入電流;二氧化錳與鋅粉之間則以一層多孔性的紙板隔開,以利放電過程中電解液的通過

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圖片來源:http://www.dailymail.co.uk

其化學方程式如下
陽極:Zn (s) + 2OH (aq) → ZnO (s) + H2O (l) + 2e
陰極:2MnO2 (s) + H2O (l) + 2e →Mn2O3 (s) + 2OH (aq)
總反應: Zn(s) + 2MnO2(s)→ZnO(s) + Mn2O3(s)
標準電壓為1.54V,目前市面上販售的一次電池多數屬於此類

因為鋅粉與二氧化錳粉末在新電池中均調成凝膠狀,當震波在其中傳遞時,凝膠由於質軟會有吸震的效果。但是放完電後所產生的氧化鋅與三氧化二錳固體卻會緻密化,震波傳遞其中時不易衰減,因而震波碰到電池頂部會反彈回來,當它再度抵達電池底部時,該衝擊波就會藉由堅硬桌面而造成電池的彈跳。也就是說,在一個即將耗盡電能的電池內部,由於其內容物已十分堅硬,在碰撞過程中無法有效吸收震動,所以看起來彈性較佳。

下列這則影片甚至可以經由反彈高度來估計電池剩下多少的電能