Кто создал первую батарейку

Электричество окружает современного человека повсюду, питая устройства от карманных гаджетов до промышленных установок. Однако ещё два столетия назад возможность получать постоянный электрический ток казалась невероятной фантазией. Переломный момент наступил благодаря упорству итальянских исследователей, раскрывших тайны «животного электричества». Их споры и эксперименты привели к рождению первого химического источника тока. Сегодня мы проследим путь от лягушачьих лапок к революционному изобретению, изменившему ход технического прогресса.

Спор учёных и открытие «животного электричества»

В семидесятых годах восемнадцатого века профессор анатомии Луиджи Гальвани проводил опыты над лягушками в своей лаборатории в Болонье. Однажды ассистент прикоснулся скальпелем к нерву препарированной лапки в момент разряда электростатической машины. Мышца судорожно сократилась, хотя животное было мертво. Гальвани предположил существование особого «животного электричества», накапливающегося в тканях.

Интересные детали этого открытия:

• итальянский учёный обнаружил сокращения даже без электростатического прибора; достаточно было соединить нерв и мышцу металлической дугой из разных металлов; подобные наблюдения он описал в труде «О силах электричества при мышечном движении»;
• Гальвани считал источником электричества саму биологическую ткань; он полагал, что нервы функционируют как изолированные проводники; подобная теория получила широкое распространение в научных кругах;
• его коллега Алессандро Вольта из университета в Павии усомнился в выводах; он предположил, что электричество возникает на границе соприкосновения разнородных металлов; эта гипотеза легла в основу будущего изобретения.

Спор между двумя выдающимися умами стимулировал новые эксперименты и привёл к неожиданному результату.

Вольтов столб — рождение первой батареи

Алессандро Вольта методично проверял свою гипотезу, заменяя биологические ткани простыми материалами. Он обнаружил, что при последовательном соединении цинковых и серебряных пластинок, разделённых картоном, смоченным солёной водой, возникает устойчивый электрический ток. В марте 1800 года учёный описал своё изобретение в письме президенту Лондонского королевского общества сэру Джозефу Бэнксу.

Ключевые характеристики вольтова столба:

1. Конструкция представляла собой вертикальную колонну из чередующихся металлических дисков. Между ними помещались промокательные прокладки, пропитанные электролитом. Высота сооружения определяла напряжение получаемого тока.
2. Для демонстрации Вольта собрал столб из сорока пар пластин и поразил коллег эффектом. Он вызывал болезненные удары током у добровольцев и зажигал водород электрической искрой. Подобные эксперименты убедительно доказывали работоспособность устройства.
3. Имя изобретателя навсегда вошло в историю науки и техники. Единица измерения электрического напряжения получила название «вольт» в его честь. Само слово «батарея» было заимствовано из военной терминологии для обозначения соединения элементов.

Изобретение быстро распространилось по европейским лабораториям, открыв новые горизонты для исследований.

Научное значение и практическое применение

Первый химический источник тока произвёл революцию в понимании электрических явлений. До этого учёные имели дело лишь с кратковременными разрядами электростатических машин или молний. Постоянный ток позволил проводить систематические эксперименты и открывать новые законы природы.

Плодотворные последствия открытия включали:

• английский химик Гемфри Дэви использовал мощные батареи для электролиза расплавленных солей; ему удалось выделить натрий, калий и другие щелочные металлы в чистом виде; эти открытия заложили основы современной электрохимии;
• датчанин Ганс Христиан Эрстед обнаружил связь между электричеством и магнетизмом в 1820 году; его опыт с отклонением магнитной стрелки током стал отправной точкой для электромагнетизма; вскоре Ампер и Фарадей развили эту область до промышленного применения;
• первые телеграфные линии в тридцатых годах девятнадцатого века работали именно на гальванических элементах; подобные устройства обеспечивали связь между городами и континентами; электрическая коммуникация изменила темпы обмена информацией в мире.

Даже современные литий-ионные аккумуляторы в своих принципах восходят к идее Вольты о преобразовании химической энергии в электрическую.

Эволюция технологии после Вольты

После вольтова столба учёные усовершенствовали конструкцию, делая источники тока более компактными и надёжными. В 1836 году Джон Дэниел создал элемент с жидким электролитом в двух сосудах, устранив проблему быстрой деградации. Позднее появились сухие гальванические элементы, пригодные для переноски и повседневного использования.

Важные этапы развития:

• французский физик Гастон Планте в 1859 году изобрёл свинцово-кислотный аккумулятор; это устройство могло не только отдавать, но и накапливать электрическую энергию; подобная технология применяется в автомобильных батареях до сих пор;
• в конце девятнадцатого века американец Томас Эдисон разработал щелочной аккумулятор на никеле и железе; его изобретение отличалось долговечностью и устойчивостью к перезарядке; такие батареи питали первые электромобили;
• двадцатый век принёс разнообразие химических систем от марганцево-цинковых до литиевых; каждая новая разработка увеличивала энергоёмкость и срок службы источников тока; сегодня мы пользуемся плодами двухвекового прогресса.

Эти усовершенствования сделали электричество доступным для каждого человека в быту.

Изобретение Вольты стало тем крошечным искровым зарядом, от которого загорелось пламя электрической эры. Оно продемонстрировало возможность контролируемого получения энергии без механического привода или природных явлений. Сегодня, доставая из кармана смартфон, мы пользуемся наследием того гениального эксперимента с цинковыми и серебряными кружками. История первой батарейки напоминает: величайшие прорывы часто рождаются из споров, наблюдательности и смелости бросить вызов устоявшимся представлениям.