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電池這么重要的技術,是怎么發明出來的呢?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年06月30日  

在日常生活中,電池無處不在。現在每個人都離不開智能手機,但經常會對電池的續航能力發出抱怨。除了手機和電腦,還有很多常用的電動工具,年輕人和孩子們的玩具或者機器人,乃至重要的電動汽車,核心都要用到電池。


除了這些大家耳熟能詳的物品,其它方方面面也都要用電池。比如,有一些病人安裝心臟起搏器,心臟起搏器電池壽命就和病人的生活質量有很大關系,因為電池用完了,就要再動一次手術專門來替換電池;假如想用風能、太陽能或者其他可再生能源,就要電網有很好的儲能能力;當然還有太空衛星,這些都要電池技術。


無處不在的電池


青蛙:電池發明的大功臣


電池技術這么重要,它是怎么發明出來的呢?


1786年,在意大利博洛尼亞大學有一個解剖學家叫伽伐尼,他在做青蛙解剖實驗的時候發現,金屬的解剖刀觸碰到青蛙肌肉的時候,青蛙會跳,腿會有痙攣的現象。這個發現讓人非常驚訝,他認為這里有生物電。


在公元十八世紀時,人們對電的認識重要來自摩擦起電和自然界的雷電,所以之前跟電有關的現象,皮毛摩擦、萊頓瓶等都是靜電。在青蛙腿上發現跟摩擦生電相同的現象,在當時的確是令人驚奇的。1791年這個成果發表以后,引起人們很大重視。


比如,它引起了意大利另外一位大學教授伏打的注意。伏打重復并且檢驗伽伐尼的實驗,在重復很多次之后,他想:青蛙腿痙攣的現象,會不會跟生物沒有關系?蛙腿或許只是一個導體?


為了證明這個觀點,他把跟生物有關的因素都除去,用兩種不同的金屬來出現電流。的確,最終他用像活潑的鋅和不活潑的銀或銅這樣不同的金屬,浸在有鹽水的紙板里,出現了持續的電流。這就是人類歷史上第一個電池——伏打電堆。


伏打親手制作的“伏打電堆”,現藏于意大利伏打博物館,圖片來源:維基百科


1800年伏打的這個研究使人們對電的認識從靜電進入到動電。當時征服了意大利的拿破侖認識到這個研究工作很重要,授予了伏打爵士身份。直至現在我們物理學中電壓的單位“伏特”也是以他的名字命名。


當然,這個工作的重要性不僅僅在于得了獎,它為電磁學的出現和發展奠定了基礎。法拉第的電磁感應實驗是在1831年做的,假如當初沒有伏打電堆,法拉第就沒有辦法做電磁感應實驗,人類就沒有辦法建立電磁學知識體系。


那么伽伐尼是不是錯了?實際上伽伐尼非常堅持自己的看法,他認為自己的實驗是沒有問題的,并且做了很長時間實驗來驗證。伏打說電流來自兩種不同的金屬,伽伐尼干脆去做一個實驗,不用任何金屬,他用青蛙的神經去碰青蛙腿的肌肉,發現青蛙腿還是會痙攣,這說明即使沒有金屬,沒有外界的伏打電堆,生物也會對電信號有反應,還是存在生物電。


所以伽伐尼也是對的。這個現象在經過多年深入研究后,最終出現了現代的電生理學。我們到醫院去做心電圖、腦電圖,都跟電生理學有關,無論美國還是我國,都在研究神經科學、腦科學,這些信號傳輸都是基于人體里離子出現的電流。


可以想象,在十八世紀到十九世紀轉折的階段,伽伐尼和伏打的學術爭論,關于人類知識體系的構建非常有意義。123下一頁

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