本文参加百家号 #科学了不起#系列征文赛 。
垃圾分类 , 人人有责 , 而对于接触垃圾分类不久的我们而言 , 有时难免对一些垃圾的归属心存疑惑 , 比如干电池到底应该属于什么垃圾 , 这就是一个颇具争议的话题 。
大多数的电池都是有害垃圾 , 比如纽扣电池、充电电池、镍镉电池以及汽车中所使用的铝酸电池等 , 而唯一存在争议的就是干电池 , 什么是干电池呢?干电池就是我们身边最常见的电池 , 比如家中遥控器里所安装的电池 。 要弄清干电池到底有没有害 , 还得从干电池的结构和原理说起 。 最常见的干电池就是锰锌电池 , 因正负极的反应物质分别为二氧化锰和锌而得名 。 锰锌电池的结构其实很简单 , 在正极凸起的部位是一块石墨物质 , 石墨外包裹着一层二氧化锰 , 二氧化锰之外是呈现浆糊状的物质 , 这些浆糊状的物质就是电解液 , 其材料是氯化铵 。
【干电池|说干电池是有害垃圾,它到底哪里有害,你能说得清吗?】锰锌电池的最外层就是电池的外壳 , 而由锌所制造的 , 所以电池皮又被称之为锌皮 。
干电池的正极是石墨 , 但其实石墨并不参与反应 , 参与反应的是包裹石墨的二氧化锰 , 所以干电池的正极物质是二氧化锰 , 而负极物质就是电池的外壳 , 也就是锌 。 当我们将一个用电器连接在电池的正负极上 , 用电器便可以工作了 。
电流是如何产生的呢?其实很简单 , 负极的锌因电离而产生锌离子和电子 , 电子通过用电器的连接线而前往正极 , 于是电流就产生了 。 此时 , 由于电离的关系 , 氯化铵电解液将在电离的过程中释放出氢离子 , 随着负极所产生的电子到达正极 , 于是二氧化锰加上电子再加上氢离子就生成了三氧化二锰和水 , 这就是干电池内部完整的化学反应流程 。
用过干电池的人都知道 , 有的时候电池用久了可能会出现“流汤”的现象 , 这是因为干电池反应的过程中会持续消耗锌 , 如果电池使用过久 , 锌过度消耗 , 外壳就会出现漏洞 , 于是由氯化铵构成的电解液就流出来了 。
可见 , 干电池的电量实际上就取决于锌的消耗量 , 锌消耗得越多 , 电压就越低 , 电池也就慢慢没电了 。 那么 , 干电池有害吗?看来是有点害的 , 因为干电池之中有锌 , 锌是一种对于土壤、水源乃至空气都存在危害的物质 , 进入土壤的锌会导致土壤失去活性 , 不利于农作物生长 , 而进入水中的锌则会威胁水生生物的生命安全 。 但废弃的干电池中 , 锌的含量是有限的 , 真正把干电池列入有害垃圾的原因是另外一个 。 我们再来看看干电池的结构 , 锌是一种化学性质非常活跃的金属 , 它与氯化铵电解液直接接触真的没有问题吗?
锌与氯化铵电解液直接接触当然是有问题的 , 因为锌会电离为锌离子以及电子 , 而氯化铵会电离出氢离子 , 氢离子加上电子就会变为氢气 , 而电池是一个全封闭结构 , 内部如果不断有氢气产生 , 最后就会“砰”的一声爆炸掉 。
为了解决这一问题 , 就不能让锌与氯化铵电解液发生直接接触 , 于是就要在锌的表面加上一层汞 , 使其与氯化铵隔绝 , 有了汞 , 自然就不必说说 , 干电池肯定是有害垃圾无疑了 。 汞是一种对人体神经系统具有极大危害的物质 , 通常会通过呼吸系统进入人体 , 所以任何含汞的物质都是有害垃圾无疑 。 既然干电池中含有汞 , 那么自然应该是有害垃圾 , 为什么又会产生争议呢?因为现在的干电池之中汞的含量是非常小的 , 甚至于没有 。
现在干电池中的汞含量已经受到了严格的限制 , 很多干电池甚至可以做到完全无汞 , 这是怎么做到的呢?
说起来其实很简单 , 就是把酸性的氯化铵电解液换成碱性的氢氧化钾电解液 , 碱性物质不容易与锌发生析氢反应 , 所以也就不需要汞的保护了 , 所以很多碱性电池也把“无汞”作为自己的宣传卖点 , 所以说无汞的碱性电池是其它垃圾是没有问题的 。
当然 , 这只是单纯地从电池的结构和原理来探讨干电池的分类 , 而在实际的生活中 , 不同国家和地区对于干电池的归属问题有着不尽相同的规定 , 我们还是要按照当地的规定来进行垃圾分类 。 可能对于很多人而言 , 垃圾分类给我们增加了不少的麻烦 , 但凡事总有一个适应的过程 , 些许的付出 , 收获的是巨大的环境收益 , 既是为了地球、为了子孙后代 , 也是为了我们自己 。
推荐阅读
- 星链|石豪:在太空,马斯克和美国当局是如何作恶的
- 快报|“他,是能成就导师的学生”
- 年轻人|人生缺少的不是运气,而是少了这些高质量订阅号
- 生活|气笑了,这APP的年度报告是在嘲讽我吧
- Samsung|新渲染揭示Galaxy S22 Ultra几乎就是Galaxy Note复刻版
- ASUS|华硕预热ROG Flow Z13:称其是“全球最强悍的游戏平板”
- 视点·观察|科技巨头纷纷发力元宇宙:这是否是所有人的未来?
- 数字货币|2021年加密货币市场盘点:比特币仍是霸主,NFT进入大众视野
- 视点·观察|科技行业都在谈论“元宇宙”,可是它还不存在
- 王者|布局手术机器人赛道,谁是王者? | A股2022投资策略⑩