伏打与电池

把两根不同材料的金属线一端焊接起来，组成一根长金属导线。导线的一端放进嘴里，另一端与眼睛的上方接触，在接触的瞬间，眼睛可以感觉到光亮闪烁。

把一片银元和一个铜钱夹放舌头的上、下面，再用导线把它们连接起来， 舌头会感到有点麻木和酸味。

伏打认为实验中产生的“光亮”和“酸味”，都是因为电刺激了神经而产生的反应。上述实验里既没有青蛙腿，也没有动物的肌肉，这电又从何而来呢？电的来源只有一种可能：两种不同金属的接触。它才真正起到了莱顿瓶的作用，而蛙腿的抽搐仅仅是电刺激的一种表现，就像眼看见的光亮和舌尝到的酸味一个样。为了证实自己的设想，他用一种金属代替伽伐尼实验中的铜勾和铁杆，重复“蛙腿”实验。结果蛙腿的抽搐、收缩几乎完全消失了。于是伏打宣称伽伐尼实验中所发现的电流不应该称“动物电”，而应该叫“金属电”或“接触电”。伏打的观点得到了法国科学家库仑等电学专家的支持， 却受到生理学家洪堡等人的反对。围绕着“动物电”和“接触电”的学术争论竟延续了几十年之久。

伏打坚信自己的观点，决心要用事实来说话。经过 7 年含辛茹苦的钻研，

1794 年他在“接触电”的研究上又取得新的突破。他提出了一种序列：铝、锌、锡、镉、铅、锑、铋、汞、铁、铜、银、金、铂、钯等。只要将序列前面的金属与后面的金属相互接触在一起，前者带正电，后者带负电。同时他还发现将不同的金属浸入电解液时，也会产生电流。

1800 年 6 月 26 日在伦敦皇家学会的演讲大厅里，伏打介绍了由他发明

的新仪器，这种新仪器由 17 枚银币和 17 块锌片组成。他把一枚银币与一块锌片叠放起来，片与片之间隔了一层浸透了盐水的马粪纸。34 片小圆片叠起来也有几十厘米高。然后在顶、底两片金属片引出两根导线，令人惊异的是这些天天看到的银币和锌片叠放起来后，真的产生了电。当把两根引线的端点靠近时，也响起了噼啪声，迸发出火花来。伏打认为如果用 30、40、50 或更多的铜片和锌片，最好用银片来做实验，效果会更好。它产生的电击虽然在爆炸声和火花的强弱和放电的距离也许比莱顿瓶要略逊一筹，但它的优点却是莱顿瓶无法与之相比的。它不需要依靠外界的电来预先充电，只要我们一碰它，它就能产生电击，而且不管碰它的次数是多么频繁⋯⋯从此伏打名扬四海，大家称这种新仪器为“伏打电堆”。欧洲的科学杂志上也开始长篇大论地介绍和报道这种“电堆”。不少学者也竞相试制这种新玩意儿。俄国科学院彼得罗夫院士，别出心裁，竟用 4200 片金属片叠起了这个“伏打电池”之最。

1801 年 10 月伏打应法国科学院的邀请到巴黎进行演讲。这次在讲台上放的不是电堆，却是几只小碗、碗里盛了盐水，他在每只小碗里浸入一片铜片和一片锌片，然后再用导线把它们串联起来，他一边安装一边解释：“这种装置叫做‘杯冕’，比原来的电堆更好，因为金属竖起来放、不放电时， 不会被腐蚀，寿命可以长得多。”在这次演讲中伏打受到了拿破仑的接见， 并授予他一枚金质奖章。

伏打虽然在实验上取得了显赫的成果，但是他的“接触电”理论却是错误的。他认为只要两种金属接触就会产生电显然违背了能量守恒定律。伏打

电堆中产生的电流是因为电解液内部发生了化学反应，是由化学能转化成了电能。

伏打的发明和实验使人们对电的认识产生了一个飞跃，跳出了“静电” 的领域。现在人们知道的不再只是摩擦引起的树脂电和玻璃电，以及雷雨时云层带的电，莱顿瓶里储藏的电，也不是动物电，而是一种能控制的流动的电。伏打电池就给人们提供了产生电的装置。不久，法国化学家盖·吕萨克改进了伏打电池：在一个大木槽里，每隔一定距离开出一条槽沟，把两种不同的金属片按间隔次序插入槽沟内，再在槽里注入硫酸溶液。著名化学家戴维用这种低效电池发现了十几种化学元素。大科学家法拉第用它发现了电解定律。而霍耳用它发明了电解法生产出铝。伏打电池在历史上的功绩还不小呢！

现在，我们在实验室里看到的是传统的铅酸蓄电池。它用铅和二氧化铅组成电偶，而电解质是硫酸。60 年代英、美等国的科学家开始试制用液态钠

（阳极）和液态硫（阴性）做电极，中间用固体物质（电解质）隔开，制成钠—硫酸电池，它的寿命要远远超过 3000 个充放电周期，每磅电池发电能力也比传统铅酸蓄电池高 6.3 倍，缺点是不够安全。80 年代美国有多家公司研制用锂合金作阳极、硫化铁作阴极，以氯化锂和氯化钾混合液为电解液。在实验室里这种蓄电池可以连续发电 5000 小时。

在宇宙飞船上使用的是一种燃料电池。这种电池正、负极之间并不存在电解液、而是传递离子。这种离子是内部的燃料在燃烧的时候产生的。通常的燃料是氢与氧的混合物。只要给蓄电池供应充分的特种燃料和水，它就可以不断地工作而不需要充电。现在美国正在建造规模巨大的燃料电池堆，给市区供电。