De wetenschapsredactie beantwoordt kleine en grote vragen die lezers bezighouden. Deze week: waarom is de ene batterij oplaadbaar en de andere niet?
De fabrikant adviseert om een wegwerpbatterij in een rookmelder te doen, maar een smartphone kun je zo’n vijfhonderd keer opladen voordat de batterij achteruitgaat. Waarom is de ene batterij oplaadbaar, maar de andere niet?
De zoektocht naar een antwoord begint met de Leidse fles. Dat was geen lokale kroeg, maar een uitvinding van onder andere de Nederlandse wetenschapper Pieter van Musschenbroeck (1692 - 1761). De met water gevulde fles kon een kleine hoeveelheid elektrische lading opslaan. Hiermee legde de onderzoeker een van de eerste puzzelstukjes van de batterij.
De batterij die we nu gebruiken, bestaat grofweg uit drie delen: een plus- en een minpool, gescheiden door een soort vloeistof. Als een batterij energie afgeeft, bewegen er deeltjes van de ene pool, via een apparaat, naar de andere pool. Die bewegende deeltjes zijn zogenoemde elektronen.
Vergelijk het met een waterval die een watermolen in beweging kan brengen. Het water stroomt van de hoge kant (de minpool) via de watermolen naar de lage kant (de pluspool). Zoals het stromende water de molen laat draaien, kan de elektrische stroom een lamp laten branden. Alleen loopt er geen stroom van water, maar van elektronen door kabels.
In afstandsbedieningen of speelgoed zit meestal een wegwerpbatterij. In de vloeistof vindt er een reactie plaats, waardoor de stroom gaat lopen. De batterij is ‘leeg’ wanneer de reactie volledig afgelopen is.
In een herbruikbare batterij kan een oplader deze reactie weer omdraaien. Om de watervalmetafoor vast te houden, pompt een pomp het water vanuit het lagere gebied weer omhoog, zodat het water weer kan gaan stromen. Wanneer je een oplaadbare batterij gaat opladen, ‘pomp’ je de elektronen terug.
Bij niet-herlaadbare batterijen kan een stroombron de elektronen niet terugpompen, waardoor ze niet oplaadbaar zijn. In scheikundige termen: de chemische reactie in de batterij is ‘onomkeerbaar’. En met een lege batterij kun je niets anders doen dan deze naar een recyclepunt te brengen.
Via speciale inzamelingsbakken komen de lege batterijen uiteindelijk terecht bij gespecialiseerde recyclers.
Helaas is het lastig om de nuttige materialen uit de voormalige stroombron te peuteren. Alles zit namelijk goed ingepakt in plastics, om het risico op lekken te verkleinen. De afvalverwerker moet eerst de batterij vermorzelen, voordat deze de bruikbare stoffen eruit kan halen.
Uit milieu-oogpunt is het dus beter om bij apparaten voor oplaadbare batterijen te kiezen en op de lange termijn is dat zelfs goedkoper. Na een paar keer opladen zijn de herbruikbare batterijen voordeliger.
Toch zijn niet alle apparaten hiervoor geschikt. Ten opzichte van de wegwerpbatterij loopt de herbruikbare stroombron langzaam leeg. En dat is niet gunstig voor kleine apparaten die maar weinig stroom verbruiken, zoals rookmelders. Kies daarom voor rookmelders liever wegwerpbatterijen.
Met dank aan Mark Huijben, hoogleraar aan de Universiteit Twente.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant