Ein Forscher des Sandia Nationallaboratoriums in den Vereinigten Staaten hat eine einfache Methode zur Bestimmung des Säuregehalts in einer Autobatterie entwickelt. Dazu muss nur eine hohle, an einem Ende mit einem Spiegel abgeschlossene Glasröhre in die Säure getunkt werden, und anschließend ein Lichtstrahl in die Röhre eingespeist werden. Der neue Sensor könnte insbesondere zur Überwachung von Batterien in Hybrid-Autos eingesetzt werden.
Um mit dieser Anordnung die Konzentration der die Glasröhre umgebenden Batteriesäure zu bestimmen, wird die Röhre zunächst selbst mit Batteriesäure aufgefüllt. Wenn dann vom offenen Ende ein Lichtstrahl in die Röhre fällt, wird dieser von der Röhre nur sehr schlecht geleitet, da sich zu beiden Seiten der dünnen Glaswand der Röhre die gleiche Flüssigkeit ? die Batteriesäure ? befindet.
Ein Großteil der Energie des Lichtstrahls tritt daher auf dem Weg zum verspiegelten Ende der Röhre durch die Seitenwand aus. Ein sich am offenen Ende des Rohr befindlicher Detektor weist daher nur einen sehr abgeschwächten Reflexionsstrahl nach.
Wenn die Konzentration der Batteriesäure außerhalb der Röhre abnimmt, verringert sich der Brechungsindex der nun immer wässriger werdenden Lösung. Die Glasröhre verwandelt sich somit in eine “flüssige Glasfaser” und beginnt den Lichtstrahl nun aufgrund des Auftretens von Totalreflexion an der optisch dünneren Flüssigkeit außerhalb der Röhre zu leiten.
Ein Abschwächen der Batteriesäure macht sich somit durch eine Verstärkung des reflektierten Lichtstrahls bemerkbar. Dieses Verfahren zur Überwachung der Lebensdauer einer Batterie ist Erfinder Jonathan Weiss zufolge nicht nur bestechend einfach, sondern zudem auch ungefährlich. Die Glasröhre muss nämlich zu Beginn nicht einmal wirklich mit der gefährlichen Säure aufgefüllt werden: Es reicht auch eine Flüssigkeit aus, die den gleichen optischen Index wie diese hat ? im einfachsten Falle Zuckerwasser.
Stefan Maier
