Hörgerätebatterien am Fall-Klang unterscheiden abstrus oder physikalisch :-

Wissenschaft Physik
#1

Als ich neulich bei einem Hörgeräteverkäufer war, führte der mir den Unterschied von vollen und leeren Batterien anhand des Fallgeräusches auf einer Tischplatte vor. Kein Witz, die Dinger fielen tatsächlich anders - eine Hälfte federte eher wie ein Flummi, die andere deutlich weniger. Das wären die schweren, vollen, während die anderen, leeren, leichter sind, „weil da das Zink verbraucht ist.“

Soweit das Märchen. Was steckt dahinter?
Erst mal habe ich bezweifelt, dass die vollen Batterien tatsächlich schwerer sind als die leeren. Hörgerätebatterien sind Zink-Luft-Batterien, sie oxidieren das Zink mit dem Luftsauerstoff zu Zinkoxid (ZnO). Die Entladeformeln auf Wikipedia sind für mich ausgewogen, dass heißt außer dem hinzutretenden Luftsauerstoff und den zirkulierenden Elektronen (von der Anode zur Katode) ist der Stoffkreislauf geschlossen. Allerdings werden für 160 mAh Kapazität je 4 Elektronen ein Sauerstoffmolekül benötigt, so dass insgesamt lediglich 0,04 Gramm Luftsauerstoff gebunden werden. Das ist im Vergleich zum Gesamtgewicht einer solchen Batterie eher ein Witz. Vor allem ist das Zink natürlich noch vollständig da, allerdings oxidiert. Insofern ist die Erklärung des Beraters schon mal falsch.

Nun die Fragen: Ist es vielleicht eher so, dass es im Vergleich zum Luftsauerstoff einen höheren Gewichtsverlust gibt, weil das flüssige Elektrolyt in den Zellen mit der Zeit verdunstet, oder gibt es eher eine weitere Gewichtszunahme, weil die Zellen eher hygroskopisch wirken?
Und ist das unterschiedliche „Federverhalten“ vielleicht auf interne Dämpfungseffekte zurückzuführen, je nach „Füllgrad“ des Elektrolyten - voll dämpft das Springen, „vertrocknete“ Batterien hingegen springen besser…

Ich als Techniker würde natürlich immer ein Meßgerät zur Zustandsbestimmung einsetzen, aber meine Mutter, um die es dabei geht, kann den „Plopp“-Test ja vielleicht wirklich gebrauchen …

Ring frei zum Orakeln! Und viel Spaß dabei!

#2

Hallo,

Als ich neulich bei einem Hörgeräteverkäufer war, führte der
mir den Unterschied von vollen und leeren Batterien anhand des
Fallgeräusches auf einer Tischplatte vor. Kein Witz, die
Dinger fielen tatsächlich anders - eine Hälfte federte eher
wie ein Flummi, die andere deutlich weniger. Das wären die
schweren, vollen, während die anderen, leeren, leichter sind,
„weil da das Zink verbraucht ist.“

leichter werden sie wohl tatsächlich nicht sein, aber die Materialstrukturen sind eben andere.

Vor allem ist das Zink natürlich noch vollständig da,:allerdings oxidiert.

Dann ist es eben kein metallisches Zink mehr!

Insofern ist die Erklärung des Beraters schon mal falsch.

Nun die Fragen: Ist es vielleicht eher so, dass es im
Vergleich zum Luftsauerstoff einen höheren Gewichtsverlust
gibt, weil das flüssige Elektrolyt in den Zellen mit der Zeit
verdunstet, oder gibt es eher eine weitere Gewichtszunahme,

Hast du denn überhaupt einen Masseunterschied wiegen können?

Und ist das unterschiedliche „Federverhalten“ vielleicht auf
interne Dämpfungseffekte zurückzuführen, je nach „Füllgrad“
des Elektrolyten - voll dämpft das Springen, „vertrocknete“
Batterien hingegen springen besser…

Da kann alles mögliche eine Rolle spielen.

  • Die Dicke des Metallmantels, der bei entladenen Zellen eher dünn sein kann
  • unterschiedlicher Innendruck
  • unterschiedliche Konsistenz der Füllung

Ich als Techniker würde natürlich immer ein Meßgerät zur
Zustandsbestimmung einsetzen, aber meine Mutter, um die es
dabei geht, kann den „Plopp“-Test ja vielleicht wirklich gebrauchen …:

Bei Kohle-Zink-Zellen in gängigen Formaten (Mikro, Mignon, Mono)kann man auch beobachten, dass bei leeren Zellen der Mantel aufgebraucht ist und sich mit den Fingern leicht zusammendrücke läßt. Im fortgeschrittene Zustand geht die leere Zelle zu Matsch über und das Elektrolyt läuft aus.

Nur bei „echten“ auslaufsicheren Zellen kann man das so nicht feststellen, weil die noch eine zusätzliche Stahlhülse haben, die das Auslaufen verhindern soll.
Gruß Uwi

#3

Hallo Fragewurm,

Metallisches Zink und pulverförmiges Zinkoxyd verhalten sich logischerweise dabei anders.

MfG Peter/TOO)

#4

Moin,

Kein Witz, die
Dinger fielen tatsächlich anders - eine Hälfte federte eher
wie ein Flummi, die andere deutlich weniger. Das wären die
schweren, vollen, während die anderen, leeren, leichter sind,
„weil da das Zink verbraucht ist.“

Datenbasis fünf volle Batterien, acht leere
Zink-Luft Bautyp 13

Die leeren (verbrauchten) Batterien springen sehr schön wieder nach oben wie ein Flummi, die noch nicht gebrauchten fallen auf den Tisch und bleiben liegen.

Gewogen:

Leer Voll Masse jeweil in mg
841,9 766,0
847,1 772,3
842,6 772,8
836,9 765,6
819,5 769,0
811,5
825,6
843,3

Man sieht, daß die Standardabweichung bei den ungebrauchten Batterien kleiner ist als bei den verbrauchten. Der Unterschied ist bummelig zwischen knapp 40 und gut 80 mg im Schnitt 60 bis 70 mg

Meine Vermutung ist, daß das Zink in den unverbrauchten Batterien als feines Pulver vorliegt und in den verbauchten das Zinkoxid zwar auch noch als Pulver, das aber mehr Volumen einnimmt und somit kompakter / elastischer ist.

Gandalf