Найти в Дзене

История создания химических источников тока

История развития химических источников тока весьма интересна. Единственным источником электрического тока до конца XVIII века были электрофорные машины, то есть электростатический генератор. Но они были способны выдавать лишь ничтожные заряды порядка 10−6 –10−4 кулон. В 1786 году итальянский физиолог Луиджи Гальвани в ходе своих опытов обнаружил, по его мнению, существование “животного электричества”. Если прикладывать к оголенному нерву лягушки два разных металла, то происходит сокращение мышц, аналогичное тому, которое вызывает разряд электрофорной машины. Настоящую природу этого явления нашел в 1794 году итальянский физик Алессандро Вольта, указав, что причиной такого эффекта является контакт двух разных металлов с мышечной тканью. Основываясь на этом, Вольта в марте 1801 года сообщил о создании аппарата, производящего неистощимый заряд. Этот аппарат получил название вольтов столб и был первым химическим источником тока или гальваническим элементом. В 1803 году, учёный Иоганн Риттер

История развития химических источников тока весьма интересна. Единственным источником электрического тока до конца XVIII века были электрофорные машины, то есть электростатический генератор. Но они были способны выдавать лишь ничтожные заряды порядка 10−6 –10−4 кулон.

Электрофорная машина
Электрофорная машина

В 1786 году итальянский физиолог Луиджи Гальвани в ходе своих опытов обнаружил, по его мнению, существование “животного электричества”. Если прикладывать к оголенному нерву лягушки два разных металла, то происходит сокращение мышц, аналогичное тому, которое вызывает разряд электрофорной машины.

Настоящую природу этого явления нашел в 1794 году итальянский физик Алессандро Вольта, указав, что причиной такого эффекта является контакт двух разных металлов с мышечной тканью. Основываясь на этом, Вольта в марте 1801 года сообщил о создании аппарата, производящего неистощимый заряд. Этот аппарат получил название вольтов столб и был первым химическим источником тока или гальваническим элементом.

В 1803 году, учёный Иоганн Риттер создал первый прообраз аккумулятора. Он включал 50 круглых медных пластин, соединённых вместе, между которыми помещалось сукно с электролитом. Такую батарею можно было заряжать после чего, она сама становилась источником тока.

В 1836—1840 гг. английский изобретатель Джон Фредерик Даниель и российский ученый Борис Семенович Якоби независимо друг от друга разработали гальванический элемент, в основе которого лежали реакции вытеснения меди цинком из раствора ее соли. В ходе разрядки элементов менялось только количество реагирующих веществ, но вид реакции не менялся. Это стало основным принципом при конструировании гальванических элементов для практического применения. Новый стабильно работающий химический источник тока нашел широкое применение в практике электрохимических исследований.

Во второй половине XIX века три знаменитых химика — Уильям Грове, Роберт Бунзен и Иоганн Поггендорф независимо друг от друга использовали электрохимическую систему для получения сильных токов и напряжений, в которой анодом является цинк, катодом — прессованный графит, а электролитом — водный раствор серной кислоты и бихромата калия (хромовая смесь), но создали конструктивно различные элементы. Широкое распространение – заслуга Грове, а Поггендорфу принадлежат заслуги в значительном усовершенствовании конструкции коммерческих образцов хром-цинкового элемента.

В 1859 году французский физик Гастон Плантэ изобрёл свинцово-кислотный аккумулятор уже в известном нам виде. Этот тип элемента и по сей день используется в автомобильных аккумуляторах.

В 1865 году французский химик Жорж Лекланше создал свой гальванический элемент (элемент Лекланше), состоявший из цинкового стаканчика, заполненного водным раствором хлористого аммония или другой хлористой соли, в который был помещён агломерат из оксида марганца (IV) с угольным токоотводом. Эта конструкция до сих пор используется в солевых батарейках для различных бытовых устройств, но с некоторыми модификациями. А уже в 1896 году компания National Carbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia».

Новая волна интереса к ХИТ началась примерно с 1920 года и связана с широким развитием радиотехники. Около двух десятилетий единственными источниками питания для радиоприемников были гальванические элементы и аккумуляторы. Так же интерес к ХИТ подогревало развитие автомобильного транспорта, так как было необходимо наладить крупносерийное производство стартерных аккумуляторов. Тогда же начались серьезные исследования в области ХИТ. После второй мировой войны произошел скачок развития современных электронных приборов, а также авиационной, ракетной и космической техники потребовало не только увеличения объема производства, но и резкого улучшения характеристик ХИТ. Так же последние два десятилетия продолжают появляться новые разновидности источников тока. Количество элементов и аккумуляторов, изготавливаемых ежегодно во всем мире, исчисляется миллиардами.