电池从哪里来
2021-01-15王荔
王荔
今天,我们对手机、无人机、电动汽车等科技产品已不陌生,你有没有注意到在它们的发展过程中,电池技术的重要性日益凸显?你知道电池是从哪里来的吗?我们怎能忘记留在科学探索道路上一个个深深的“脚印”,忘记科学道路上的先驱们呢?让我们一起走进天津电力科技博物馆,去探寻科学家们发明电池的小故事,了解电池的发展历史。
天津电力科技博物馆馆长 赵宝国
很久很久以前,人意识到了静电的存在。古希腊时期,人们发现用毛皮摩擦琥珀后,琥珀会吸附细小的物体,就如同磁石能吸引铁屑一样。
18世纪80年代,意大利解剖学家伽伐尼在做青蛙解剖实验时,发现当解剖刀接触到青蛙蛙腿时,蛙腿会猛烈地抽搐一下。伽伐尼感到奇怪,又重复了一遍所有的解剖动作,发现了同样的现象。他从这一现象推想这应该是来自青蛙体内的生物电,从而提出了動物电的说法,并且于1791年将此实验过程与发现写成论文公之于众。伽伐尼的发现引起了科学家们的极大兴趣,大家纷纷重复伽伐尼的实验,试图有更多的新发现。
伏打电池的诞生
意大利物理学家伏打知道这件事后,也做了很多次实验,他认为青蛙的神经与肌肉组织肯定不会产生电,蛙腿抽搐说明青蛙本身是一个灵敏的验电器。伏打认为两种不同的金属之间存在电势差,在盐水或碱水中相互接触可以产生电的流动。
1799年,伏打用盐水代替青蛙,将铜和锌这两种不同的金属放到盐水中接触,真的产生了电流。铜和锌之间的电势差只有0.7伏左右,虽然非常微弱,但是很稳定。伏打将6个这样的单元串联在一起,就获得了超过4伏的电压。之后,伏打用各种物质做实验,最终得出了著名的伏打序列:
锌、铜、锡、铁、银、金、石墨、木炭
用导线将伏打序列中的任意两种物质相连,位序在前的物质带正电,位序在后的物质带负电。最初,人们把这样的电源装置叫作“伏打电堆”,后来称其为“伏打电池”。有了电池,电学的研究取得了重大突破。
当时的意大利由拿破仑统治,本身喜爱科学的拿破仑在得知伏打的发明后,接见了伏打,还给了他一大笔奖金。
伏打在发明电池后又发明了验电器、储电器等,这些发明在电学研究历史上占有重要地位。后人为了纪念他,用他的名字作为电压的单位,而伏打的意大利语名字Volta在英语里被写成Volt,因此被翻译成“伏特”。这下你知道了吧,其实伏特和伏打是同一个人。
伏打发明了具有实用价值的电池,这是一项具有里程碑意义的重大发明。电池照亮了人类实现电气化的道路。人类对电的研究也由此从静电研究上升到了动电应用。当你使用电池时,别忘了感谢一下这位发明电池的伟大科学家哟!
天津电力科技博物馆是国内第一家电力专业性展览馆,面向公众免费开放。馆内设有“文明之光”“电的初识”“蹒跚起步”“砥砺奋进”“腾飞发展”“历史抉择”“未来已来”七个展厅,以能源的变革再现了电力百年发展的历程,为我们打开了一扇接触电力知识、领略电力文化、洞察能源大势的窗户。
在这里,你可以身临其境感受收集天电时的震撼,可以跟随时间模块领略电力科学家的风采,可以亲自尝试电力工人百米高空作业的艰辛,还可以提前感受未来世界中电将给我们的生活带来的巨大变化!
(天津市自然科学博物馆学会 供稿)
在天津电力科技博物馆第二展厅的“伏特的实验室”展项中,我们可以通过幻影成像技术了解关于电池的历史