Chi ha inventato le batterie. Batterie: la storia della creazione e dello sviluppo. Questionario sulle batterie nelle nostre vite

I primi esperimenti che hanno mostrato la capacità di accumulare, cioè per accumulare energia elettrica, furono prodotti poco dopo la scoperta da parte dello scienziato italiano Volta dei fenomeni dell'elettricità galvanica.

Nel 1801 il fisico francese Gautereau, facendo passare una corrente attraverso l'acqua attraverso elettrodi di platino, scoprì che dopo l'interruzione della corrente attraverso l'acqua, era possibile, collegando gli elettrodi tra loro, ottenere una corrente elettrica a breve termine.

Lo scienziato Ritter fece quindi lo stesso esperimento, utilizzando al posto degli elettrodi di platino elettrodi di oro, argento, rame, ecc. e separandoli tra loro con pezzetti di stoffa imbevuti di soluzioni saline, ottenne il primo secondario, cioè capace di regalando in lui l'energia elettrica immagazzinata, un elemento.

I primi tentativi di creare una teoria di un tale elemento furono fatti da Volta, Marianini e Bequerel, i quali sostenevano che l'azione della batteria dipende dalla decomposizione delle soluzioni saline in acido e alcali da parte della corrente elettrica, e che questi ultimi, quando combinati , di nuovo fornire una corrente elettrica.

Questa teoria fu sconfitta nel 1926 dagli esperimenti di Deryariva, che fu il primo a utilizzare l'acqua acidificata in una batteria.

L'acqua acidificata durante il passaggio della corrente si decompone, ovviamente, in ossigeno e idrogeno, e l'elemento deve la sua successiva azione a questa decomposizione. Grove dimostrò brillantemente questa posizione costruendo il suo famoso accumulatore di gas, costituito da piastre calate in acqua acidificata e circondate nella parte superiore: una con idrogeno e l'altra con ossigeno. Tuttavia, un accumulatore in questa forma era molto poco pratico, poiché per immagazzinare grandi quantità di elettricità era necessario immagazzinare una quantità molto grande di gas, che occupava un grande volume.

Un grande miglioramento pratico nello sviluppo degli accumulatori fu introdotto nel 1859 da Gaston Plante, il quale, a seguito di una lunga serie di esperimenti, giunse a un tipo di accumulatore costituito da lastre di piombo con una grande superficie, che, quando caricato con corrente , erano ricoperti di ossido di piombo, a. rilasciando ossigeno e liquido, emettevano corrente elettrica.

Plante prese due strisce di piombo, vi stese delle strisce di stoffa e le piegò attorno a un bastoncino tondo. Quindi strinse il fascio risultante con anelli di gomma e lo mise in un recipiente con acqua acidificata. Con la carica e la scarica ripetute di tale batteria, sulla superficie delle piastre si è formato uno strato attivo attivo, che ha partecipato al processo e ha conferito all'elemento una grande capacità. Tuttavia, la necessità di un numero molto elevato di cariche e scariche della batteria Plante per darle una certa capacità ha notevolmente aumentato il costo della batteria e ha reso difficile la sua produzione.

Il successivo miglioramento che portò la batteria alla sua forma moderna fu l'uso nel 1880 da parte di Camille Faure di lastre di piombo a traliccio, le cui celle dei tralicci erano riempite con una massa appositamente preparata, fatta in anticipo. Questo processo ha notevolmente semplificato e ridotto i costi di produzione delle batterie, riducendo lo stampaggio delle batterie a un processo molto breve.

Ulteriori miglioramenti nella storia delle batterie al piombo erano già in corso per migliorare il metodo di riempimento e stampaggio delle lastre reticolari utilizzate da Fore, senza apportare modifiche drastiche al design della batteria. Parallelamente allo sviluppo delle batterie al piombo, che presentano una serie di gravi e irrecuperabili carenze, come un grande peso per unità di capacità, l'impossibilità di essere immagazzinate senza danni allo stato scarico, ecc., si è sviluppato applicazioni per la fabbricazione di batterie e metalli diversi dal piombo.

Gli elementi Edison e Jungner sono ampiamente utilizzati nei casi in cui sono richiesti un peso ridotto e senza pretese delle batterie per la ricarica, poiché possono resistere per un tempo arbitrariamente lungo in uno stato scaricato. Tuttavia, non potevano sostituire le batterie al piombo, sia per il loro prezzo elevato che per il basso ritorno e la bassa tensione che forniscono. Pertanto, alle batterie ferro-nichel viene assegnato un posto ampio in tutte le installazioni portatili e mobili, mentre le batterie al piombo hanno un ampio campo di applicazione nelle installazioni fisse.

Yemtsov G. Batterie elettriche

Dai un'occhiata in giro. Quasi tutti i dispositivi elettrici di piccole dimensioni che ci circondano nella vita di tutti i giorni hanno una batteria portatile nel loro circuito, in poche parole una batteria. Che si tratti di un telefono cellulare, telecomando TV, orologio da parete o da tavolo, calcolatrice, ecc.

Quando ha attaccato due strisce di metalli diversi alla zampa della rana, ha scoperto una corrente che scorre tra di loro. Sebbene Galvani non abbia fornito una spiegazione corretta per questo processo, la sua esperienza è servita come base per la ricerca di un altro scienziato italiano, Alessandro Volta. Ha rivelato che la causa della corrente è una reazione chimica tra due metalli diversi in un determinato ambiente.

Volta mise due piatti in un contenitore con una soluzione salina: zinco e rame. Questo dispositivo è diventato il primo elemento chimico autonomo al mondo. Successivamente Volta migliorò il suo design, creando il famoso “ Pilastro Voltaico”(Appendice. Foto).

Nell'859, lo scienziato francese Gaston Plante creò una batteria che utilizzava lastre di piombo immerse in una debole soluzione di acido solforico. Questa batteria è stata caricata da una fonte di corrente continua, quindi ha iniziato a generare elettricità da sola, erogando quasi tutta l'elettricità spesa per la ricarica. E questo potrebbe essere fatto molte volte. Così è nata la prima batteria.

2. Questionario sulle batterie nelle nostre vite

ho chiesto ai genitori, agli studenti delle scuole superiori di rispondere alle domande del mio questionario. Sono state intervistate 32 persone

Domanda 1: Da cosa vieni guidato quando acquisti le batterie?

(Appendice. Tabella 1)

La maggior parte degli intervistati presta attenzione al produttore quando acquista le batterie.

Domanda 2: Quali dispositivi usi, batterie?

(Appendice. Tabella 2)

La maggior parte usa le batterie nei telecomandi e negli orologi.

Le batterie elettriche sono una cosa molto utile. Se non ci fossero, i giocattoli dovrebbero essere collegati alla presa e aggrovigliati nei fili, inoltre, la corrente elettrica della rete non è adatta per i giocattoli, sarebbe necessaria anche una scatola speciale per ripararlo.

Le batterie non hanno la stessa potenza dell'elettricità che entra nelle nostre case, ma possono essere spostate da un posto all'altro, nonché utilizzate come fonte di alimentazione di emergenza quando viene interrotta la rete.

Domanda 3: Cosa fai con le batterie usate?

(Appendice. Tabella 3)

La maggior parte delle batterie viene buttata via, alcuni usano dei caricatori.

Domanda 4: Come posso prolungare la durata della batteria?

(Appendice. Tabella 4)

Quasi la metà degli intervistati non sa come prolungare la durata della batteria.

Conclusioni dai risultati dell'indagine:

1. Le batterie elettriche sono una cosa molto utile. Danno ai giocattoli e ad altre cose utili indipendenza e indipendenza.

2. Ogni casa ha dispositivi che richiedono batterie.

3. La maggior parte degli intervistati quando acquista le batterie è guidata dal prezzo e dall'azienda.

4. La maggior parte delle persone non sa come prolungare la durata della batteria, quindi la butta via subito.

Cosa hanno in comune smartphone, laptop, torce elettriche, giocattoli interattivi mobili per bambini e orologi? La risposta è semplice: una batteria. È grazie a cerchi, cilindri e rettangoli poco appariscenti che possiamo usare tutto questo.

Quanti anni sono passati dall'invenzione della batteria? La maggior parte dirà che le prime versioni apparvero alla fine del 18° secolo. È abbastanza ragionevole, perché nel 1798 il conte italiano Alessandro Volta costruì la prima batteria primitiva, che ricevette il nome di "pilastro voltaico". Impilò dischi di zinco e rame e li separò con un panno imbevuto di alcali o acido. Una tale "torre" era alta mezzo metro. Ma! Ci sono prove che l'origine della batteria sia più antica. Il primo esemplare primitivo era noto alle persone 2000 anni prima.

A metà del XX secolo (1938), durante gli scavi in ​​Iraq, Wilhelm Koenig trovò un vaso di terracotta alto 13 cm con un cilindro di rame, nel quale era inserita un'asta di un altro metallo. Gli archeologi hanno suggerito che questa sia la batteria più antica.

Tuttavia, non sapremo esattamente come questa brocca fosse usata dagli abitanti dell'antico Iraq. Ma si sa molto dell'italiano Luigi Galvani e dell'elettricità animale. Ha notato che il corpo della rana si contorceva se veniva a contatto con due elementi metallici o si trovava vicino a una macchina elettrica e ne uscivano scintille. Luigi ha suggerito che l'elettricità è nel corpo stesso dell'animale.

Furono i suoi esperimenti con le cosce di rana che ispirarono Volt a cercare una fonte di corrente elettrica. Ha condotto una serie di test e ha notato che se il corpo di un animale veniva a contatto con oggetti fatti dello stesso metallo, non succedeva nulla, ma se i metalli erano diversi, allora appariva l'effetto desiderato. Costruendo la sua torre di lastre di metallo, ha dimostrato che la corrente elettrica non compare nei tessuti degli animali. Gli esperimenti hanno dimostrato che la causa di tutto sono le reazioni chimiche tra diversi metalli collegati da un conduttore (Galvani aveva il corpo di una rana in sua veste).

Entrambi gli italiani divennero famosi e da loro presero il nome l'unità di misura della tensione Volt e la stessa "cella galvanica".

Storia della batteria

È passato pochissimo tempo dalla scoperta della batteria, o meglio, della sua trisavola, e nel 1836 l'inglese George Frederick Daniel ha risolto il problema principale della "colonna voltaica": la corrosione.

Nel 1859, il francese Gaston Plante creò l'accumulatore, cioè il suo trisavolo. Ha usato acido solforico e lastre di piombo. Il vantaggio del dispositivo creato era che, dopo essere stato caricato da una fonte di corrente continua, lo cedeva già e diventava una fonte di elettricità.

Il 1868 può essere considerato un anno fatidico. Il chimico francese Georges Leclanchet ha creato il capostipite "liquido" della cella della batteria "a secco". Dopo 20 anni, il tedesco Karl Gassner ha provato e ottenuto lo stesso "secco". Era simile in quasi tutti i modi alla versione moderna.

Successivamente, la storia della produzione di batterie ha solo preso slancio. Le celle galvaniche hanno sostituito le batterie al nichel-cadmio e al nichel-metallo idruro. Il compito principale degli scienziati era aumentare la capacità e la durata, nonché ridurre le dimensioni. La soluzione al problema è stata l'emergere di batterie agli ioni di litio e ai polimeri di litio. Mantengono una carica a lungo senza problemi, si distinguono per una grande capacità e dimensioni ridotte.

La storia dello sviluppo della batteria continua. Gli scienziati stanno cercando una batteria "eterna" e, molto probabilmente, la troveranno presto.

La vita moderna passa sotto il segno dell'elettricità, che è ovunque. È spaventoso anche solo pensare cosa accadrà se tutti gli apparecchi elettrici scompaiono o si guastano improvvisamente. Centrali elettriche di vario tipo, sparse nel mondo, forniscono regolarmente corrente alle reti elettriche che alimentano gli elettrodomestici in produzione e quelli domestici. Tuttavia, una persona è organizzata in modo tale da non essere mai soddisfatta di ciò che ha. Essere legati con un filo a una presa elettrica è troppo scomodo. La salvezza in questa situazione sono i dispositivi che alimentano torce elettriche, telefoni cellulari, macchine fotografiche e altri dispositivi che vengono utilizzati a distanza dalla fonte di elettricità. Anche i bambini piccoli sanno che il loro nome è batterie.

A rigor di termini, il nome comune "batteria" non è del tutto corretto. Combina diversi tipi di fonti di elettricità contemporaneamente, progettate per l'alimentazione autonoma del dispositivo. Può essere una singola cella galvanica, una batteria o una combinazione di più celle di questo tipo in una batteria per aumentare la tensione rimossa. Fu questa connessione che diede origine al nome familiare al nostro orecchio.

Le batterie, le celle galvaniche e gli accumulatori sono una fonte chimica di corrente elettrica. La prima di queste fonti fu inventata, come spesso accade nella scienza, casualmente dal medico e fisiologo italiano Luigi Galvani alla fine del XVIII secolo.

Sebbene l'elettricità come fenomeno sia noto all'umanità fin dai tempi antichi, per molti secoli queste osservazioni non hanno avuto applicazione pratica. Solo nel 1600 il fisico inglese William Gilbert pubblicò l'opera scientifica “On the Magnet, Magnetic Bodies and the Great Magnet of the Earth”, dove furono riassunti i dati sull'elettricità e sul magnetismo allora conosciuti, e nel 1650 Otto von Guericke creò una macchina elettrostatica, che era una palla di zolfo montata su un'asta di metallo. Un secolo dopo, l'olandese Pieter van Muschenbroek riuscì per la prima volta ad accumulare una piccola quantità di elettricità usando il "barattolo di Leida" del primo condensatore. Tuttavia, era troppo piccolo per esperimenti seri. Scienziati come Benjamin Franklin, Georg Richman, John Walsh erano impegnati nella ricerca sull'elettricità "naturale". Fu il lavoro di quest'ultimo sui raggi elettrici ad interessare Galvani.

Il vero scopo del famoso esperimento di Galvani, che rivoluzionò la fisiologia e incise per sempre il suo nome nella scienza, ora nessuno lo ricorderà. Galvani sezionò la rana e la posò sul tavolo dove si trovava la macchina elettrostatica. Il suo assistente toccò accidentalmente il nervo femorale aperto della rana con la punta di un bisturi e il muscolo morto si contrasse improvvisamente. Un altro assistente ha notato che ciò accade solo quando viene rimossa una scintilla dalla macchina.

Ispirato dalla scoperta, Galvani iniziò metodicamente a indagare sul fenomeno scoperto: la capacità di una droga morta di mostrare contrazioni vitali sotto l'influenza dell'elettricità. Dopo tutta una serie di esperimenti, Galvani ottenne un risultato particolarmente interessante utilizzando ganci di rame e una lastra d'argento. Se il gancio che reggeva il piede toccava il piatto, il piede, toccando il piatto, si contraeva immediatamente e si alzava. Avendo perso il contatto con il piatto, i muscoli del piede si sono immediatamente rilassati, è caduto di nuovo sul piatto, si è contratto di nuovo e si è rialzato.

Luigi Galvani. Illustrazione della rivista. Francia. 1880

Così, a seguito di una serie di meticolosi esperimenti, è stata scoperta una nuova fonte di elettricità. Lo stesso Galvani, tuttavia, non pensava che la ragione del fenomeno da lui scoperto fosse il contatto di metalli dissimili. Secondo lui, il muscolo stesso fungeva da fonte di corrente, che era eccitata dall'azione del cervello trasmessa attraverso i nervi. La scoperta di Galvani fece scalpore e portò a molti esperimenti in vari rami della scienza. Tra i seguaci del fisiologo italiano c'era il fisico connazionale Alessandro Volta.

Nel 1800 Volta non solo diede una corretta spiegazione del fenomeno scoperto da Galvani, ma progettò anche un dispositivo che divenne la prima fonte chimica artificiale di corrente elettrica al mondo, il capostipite di tutte le moderne batterie. Era costituito da due elettrodi, un anodo contenente un agente ossidante e un catodo contenente un agente riducente, a contatto con un elettrolita (soluzione di sale, acido o alcali). La differenza di potenziale tra gli elettrodi corrisponde in questo caso all'energia libera della reazione redox (elettrolisi), durante la quale i cationi elettrolitici (ioni caricati positivamente) vengono ridotti e gli anioni (ioni caricati negativamente) vengono ossidati agli elettrodi corrispondenti. La reazione può iniziare solo se gli elettrodi sono collegati da un circuito esterno (Volta li ha collegati con un normale filo), lungo il quale gli elettroni liberi passano dal catodo all'anodo, creando così una corrente di scarica. E sebbene le batterie moderne abbiano poco in comune con il dispositivo di Volta, il principio del loro funzionamento rimane lo stesso: si tratta di due elettrodi immersi in una soluzione elettrolitica e collegati da un circuito esterno.

L'invenzione di Volta diede un notevole impulso alla ricerca legata all'elettricità. Nello stesso anno, gli scienziati William Nicholson e Anthony Carlyle hanno decomposto l'acqua in idrogeno e ossigeno usando l'elettrolisi, poco dopo Humphry Davy ha scoperto il metallo di potassio allo stesso modo.

Gli esperimenti di Galvani con una rana. Incisione del 1793

Ma prima di tutto le celle galvaniche sono senza dubbio la più importante fonte di corrente elettrica. Dalla metà del 19° secolo, quando apparvero i primi elettrodomestici, iniziò la produzione in serie di batterie chimiche.

Tutti questi elementi possono essere suddivisi in due tipologie principali: primari, in cui la reazione chimica è irreversibile, e secondari, che possono essere ricaricati.

Quella che chiamiamo batteria è una sorgente di corrente chimica primaria, in altre parole un elemento non ricaricabile. Le prime batterie lanciate nella produzione di massa furono batterie manganese-zinco inventate nel 1865 dal francese Georges Leclanchet con sale e poi con un elettrolita addensato. Fino all'inizio degli anni '40 questo era praticamente l'unico tipo di cella galvanica utilizzata, che, per il suo basso costo, è ancora ampiamente utilizzata. Queste batterie sono chiamate celle a secco o zinco-carbone.

Una gigantesca batteria elettrica progettata da W. Wollaston per gli esperimenti di X. Davy.

Schema di funzionamento di una sorgente di corrente chimica artificiale A. Volta.

Nel 1803 Vasily Petrov creò la colonna voltaica più potente del mondo utilizzando 4200 cerchi di metallo. Riuscì a sviluppare una tensione di 2500 volt, oltre a scoprire un fenomeno così importante come un arco elettrico, che in seguito fu utilizzato nella saldatura elettrica, nonché per l'accensione elettrica di esplosivi.

Ma la vera svolta tecnologica è stata l'avvento delle batterie alcaline. Sebbene non differiscano molto nella composizione chimica dagli elementi Leclanchet e la loro tensione nominale sia leggermente aumentata rispetto alle celle a secco, a causa di un cambiamento fondamentale nel design, le celle alcaline possono durare da quattro a cinque volte più a lungo di quelle a secco, tuttavia, soggetto a determinate condizioni.

Il compito più importante nello sviluppo delle batterie è aumentare la capacità specifica della cella riducendone le dimensioni e il peso. A tal fine è costantemente in corso la ricerca di nuovi sistemi chimici. Le celle primarie più high-tech oggi sono il litio. La loro capacità è doppia rispetto a quella delle celle a secco e la durata è molto più lunga. Inoltre, mentre le batterie a secco e alcaline si scaricano gradualmente, le batterie al litio mantengono la tensione per quasi tutta la loro vita e solo allora la perdono bruscamente. Ma anche la migliore batteria non può eguagliare l'efficienza di una batteria ricaricabile, che si basa sulla reversibilità di una reazione chimica.

La possibilità di creare un tale dispositivo iniziò a essere pensata nel XIX secolo. Nel 1859 il francese Gaston Plante inventò la batteria al piombo. La corrente elettrica al suo interno deriva dalle reazioni del piombo e del biossido di piombo in un ambiente di acido solforico. Durante la generazione attuale, la batteria in fase di scarica consuma acido solforico, formando solfato di piombo e acqua. Per caricarlo è necessario far passare la corrente ricevuta da un'altra sorgente attraverso il circuito in senso opposto, mentre l'acqua sarà utilizzata per formare acido solforico con rilascio di piombo e anidride piombo.

Nonostante il principio di funzionamento di una tale batteria sia stato descritto molto tempo fa, la sua produzione in serie è iniziata solo nel 20 ° secolo, poiché per ricaricare il dispositivo è necessaria una corrente ad alta tensione, nonché il rispetto di una serie di altri condizioni. Con lo sviluppo delle reti elettriche, le batterie al piombo sono diventate indispensabili e sono ancora utilizzate in auto, filobus, tram e altri mezzi di trasporto elettrico, oltre che per l'alimentazione di emergenza.

Molti piccoli elettrodomestici funzionano anche con "batterie ricaricabili", batterie ricaricabili che hanno la stessa forma delle celle galvaniche non rinnovabili. Lo sviluppo dell'elettronica dipende direttamente dai progressi in questo settore.

Batteria J. Leclanchet.

Batteria a secco.

Telefono cellulare, fotocamera digitale, navigatore, computer mobile e altri dispositivi simili nel XXI secolo. non sorprenderai più nessuno, ma il loro aspetto è diventato possibile solo con l'invenzione di batterie compatte di alta qualità, la cui capacità e durata vengono aumentate ogni anno.

Le batterie al nichel-cadmio e al nichel-metallo idruro sono state le prime a sostituire le celle galvaniche. Il loro svantaggio significativo era l '"effetto memoria": una diminuzione della capacità, se la ricarica veniva eseguita con una batteria non completamente scarica. Inoltre, hanno perso gradualmente la carica anche in assenza di carico. Questi problemi sono stati in gran parte affrontati nello sviluppo di batterie agli ioni di litio e ai polimeri di litio, che ora sono onnipresenti nei dispositivi mobili. La loro capacità è molto più elevata, si caricano senza perdite in qualsiasi momento e mantengono bene la carica nello stato di standby.

Alcuni anni fa, sono trapelate voci ai media secondo cui scienziati americani si sarebbero avvicinati all'invenzione di una "batteria perpetua" di una cella betavoltaica, la cui fonte di energia sono gli isotopi radioattivi che emettono particelle beta. Si presume che una tale fonte di energia consentirà a un telefono cellulare o laptop di funzionare senza ricarica per un massimo di 30 anni. Inoltre, al termine della sua vita utile, la batteria atossica e non radioattiva rimarrà assolutamente sicura. L'aspetto di questo dispositivo miracoloso, che senza dubbio rivoluzionerebbe il settore, colpirebbe duramente le tasche dei produttori di batterie tradizionali, forse è per questo che non è ancora sugli scaffali.

Dispositivo moderno per la ricarica di celle AA ricaricabili.

La preistoria della batteria inizia nel lontano XVII secolo e suo nonno era un medico, anatomista, fisiologo e fisico italiano - Luigi Galvani. Quest'uomo degno è uno dei fondatori della dottrina dell'elettricità e un indubbio pioniere nello studio dell'elettrofisiologia.

La cosiddetta "elettricità animale" scoprì Galvani durante uno dei suoi esperimenti. Attaccò due strisce di metallo ai muscoli della zampa di una rana e scoprì che quando il muscolo si contraeva si generava una scarica elettrica. Tuttavia, il tentativo di Galvani di spiegare questo fenomeno non è stato del tutto riuscito: le basi teoriche da lui riassunte si sono rivelate errate, ma molto più tardi. I risultati degli esperimenti ottenuti da Galvani, un secolo e mezzo dopo, interessarono il suo connazionale e collega. Era Alessandro Volta.

Già in gioventù, essendosi interessato allo studio dei fenomeni elettrici e avendo conosciuto le opere di B. Franklin, Volta installò il primo parafulmine nella città di Como. Inoltre, ha inviato l'accademico parigino J.A. Nolle il suo saggio, in cui discuteva di vari fenomeni elettrici. Di conseguenza, Volta si interessò all'opera di Galvani.

Dopo aver studiato attentamente i risultati degli esperimenti con una rana, Alessandro Volta ha notato un dettaglio a cui lo stesso Galvani non ha prestato attenzione: se alla rana venivano attaccati fili di metalli dissimili, le contrazioni muscolari diventavano più forti.

Non soddisfatto delle spiegazioni offerte dal suo predecessore, Volta fece un'ipotesi estremamente audace e inaspettata: decise che due metalli separati da un corpo in cui c'è molta acqua che conduce bene l'elettricità (una rana, senza dubbio, può essere attribuita a tali corpi), danno origine alla propria forza elettrica. Per non essere infondato, il fisico ha condotto una serie di ulteriori esperimenti che hanno confermato la sua ipotesi.

Nel 1800, il 20 marzo, Alessandro Volta scrisse al presidente della Royal Society di Londra, Sir Joseph Banks, della sua invenzione: una nuova fonte di elettricità, chiamata colonna voltaica. Lo stesso inventore non comprendeva appieno l'intero meccanismo del lavoro della sua prole e credeva persino seriamente di aver creato un modello completamente funzionante di una macchina a moto perpetuo.

A proposito, Alessandro Volta ha mostrato all'intera comunità scientifica un meraviglioso esempio di modestia della ricerca: ha proposto di chiamare la sua invenzione una "cella galvanica", in onore di Luigi Galvani, i cui esperimenti gliel'hanno suggerita.

Anatomia di una batteria

Che aspetto avevano le prime "batterie"? In realtà, il dispositivo di sua invenzione A. Volta descrisse in grande dettaglio nella sua lettera a Sir Joseph Banks. Il suo primo esperimento era simile a questo: Volta abbassò lastre di rame e zinco in un barattolo di acido, quindi le collegò con un filo. Successivamente, la piastra di zinco ha iniziato a dissolversi e sull'acciaio di rame sono apparse bolle di gas. "Pilastro Voltaico"- questa, si potrebbe dire, è una pila di lastre interconnesse di zinco, rame e stoffa, impregnate di acido e impilate l'una sull'altra in un certo ordine.

Nelle moderne batterie "a dito" e altre batterie, il "ripieno" è un po' più complicato. Nel caso della batteria, vengono imballati reagenti chimici, la cui interazione rilascia energia, oltre a due elettrodi: un anodo e un catodo. Questi reagenti sono separati da una speciale guarnizione, che non consente alle parti solide dei reagenti di mescolarsi, ma allo stesso tempo passa loro l'elettrolita liquido.

L'elettrolita liquido reagisce con un reagente solido, generando una carica. Sul reagente anodico è negativo e sul catodo è positivo. Per prevenire la neutralizzazione delle cariche, le parti solide del reagente sono separate da una membrana.

Per poter "rimuovere" la carica ricevuta e trasferirla ai contatti, nel reagente dell'anodo viene inserito un collettore di corrente, che sembra molto semplice: un perno sottile e non molto lungo. C'è anche un collettore di corrente catodica nella batteria, che si trova sotto il guscio della batteria. Il guscio stesso è chiamato manica esterna.

Entrambi i collettori di corrente sono in contatto all'interno della batteria con l'anodo e il catodo. Di conseguenza, lo schema di funzionamento della batteria è il seguente: una reazione chimica, separazione delle cariche sui reagenti, trasferimento delle cariche ai collettori di corrente, quindi agli elettrodi e a un dispositivo alimentato.

Cosa sono le batterie

Ci sono tre categorie di batterie. Il primo - in base alle dimensioni della cella galvanica. Nella vita di tutti i giorni, utilizziamo più spesso batterie "a dito" o "mignolo", ma in aggiunta ci sono anche batterie cilindriche medie e grandi, oltre a due tipi di batterie, la cui forma è un parallelepipedo: "corona" e solo quadrato. Questo è un elenco delle forme più comuni.

Le fonti di alimentazione autonome differiscono anche per il tipo di elettrolita. Le batterie più economiche, di regola, sono "sale" - carbone-zinco, questo elettrolita è secco. Un'altra opzione di elettrolita secco è il cloruro di zinco. Tali batterie sono anche abbastanza economiche e diffuse.

La prossima versione dell'elettrolita è alcalina. Queste batterie sono etichettate Alcalino, e all'interno - elettrolita alcalino-manganese, manganese-zinco. Il loro principale svantaggio è il loro alto contenuto di mercurio.

Le batterie con elettrolita di mercurio non vengono praticamente prodotte oggi. L'elettrolito d'argento mostra buone proprietà prestazionali, ma la produzione di tali batterie costa un sacco di soldi.

L'elettrolita aria-zinco è il più sicuro per l'uomo e l'ambiente. Sono economici e durano a lungo. Questo è solo lo spessore della batteria è 1,5 volte più grande del solito alcalino / argento. Inoltre, per evitare l'autoscarica durante lo stoccaggio, è necessario sigillare la batteria. Le batterie al litio sono piuttosto costose, ma le loro prestazioni sono notevolmente superiori a quelle di altre batterie.

Un altro modo per dividere le batterie in gruppi è determinare il tipo di reazione chimica che avviene in esse. La reazione primaria avviene nelle celle galvaniche - nelle batterie più ordinarie. Non sono suscettibili di ricarica secondaria, a differenza delle batterie, in cui si verifica una reazione chimica secondaria.

Regole per l'uso e lo smaltimento

Non è consigliabile utilizzare le batterie a temperature estreme, per raffreddare o riscaldare fortemente. Questo può portare a conseguenze molto spiacevoli. Se dovessi utilizzare le batterie con tempo freddo, ad esempio all'aperto in inverno, si consiglia di mantenerle a temperatura ambiente per almeno mezz'ora.

Succede che le batterie, soprattutto quelle alcaline, perdano. Ciò accade quando il sigillo della custodia della batteria è rotto. In nessun caso queste batterie devono essere utilizzate: ciò può danneggiare gli apparecchi elettrici.

Per quanto riguarda lo smaltimento di batterie o accumulatori usati, questo dovrebbe essere fatto da organizzazioni o imprese speciali. Nelle grandi città è possibile trovare punti di raccolta appositamente organizzati dove è possibile consegnare le batterie usate per il loro ulteriore smaltimento. È vero, non in tutte le città è organizzato un tale punto di accoglienza. La questione di cosa fare in questo caso rimane aperta.

• A. Volta. "Sull'elettricità eccitata dal semplice contatto di diverse sostanze conduttrici".
• Radovsky MI "Galvani e Volta".
• Spassky BI "Storia della fisica".
• Enciclopedia elettronica libera Wikipedia, sezione "Fonte di corrente chimica".
• Enciclopedia elettronica libera Wikipedia, sezione "Dimensioni degli elementi galvanici".