Galvanický článek

Abychom se vůbec mohli bavit o elektrickém proudu, potřebujeme zdroj napětí. V době třecích elektrik nebylo možné vést elektřinu. Až objev galvanického článku započal éru pokusů s elektrickým proudem. Stejně jako některé objevy ve fyzice byly dílem náhody, tak i objev elektrického proudu se náhodou povedl profesorovi lékařství na univerzitě v Bologni Luigi Galvanimu. V roce 1789 prováděl pitvy žabích stehýnek na pozinkovaném stole. Když se dotkl stehýnka železným nožem, všimla si jeho manželka, že sebou stehýnko cuklo. Galvanimu to nedalo a prováděl další a další pokusy. Zjistil, že když žabí stehýnka ležela v blízkosti třecí elektriky, s kterou právě pracoval, tak sebou trhala. Profesor Galvani byl až do své smrti přesvědčen, že objevil živočišnou elektřinu. Provedl stejné pokusy i s atmosférickou elektřinou. Pověsil proto čerstvý preparát měděným háčkem na železné zábradlí. A jeho předpoklad se splnil. Kdykoli se stehýnko dotklo železného zábradlí, tak sebou škubalo.

Luigi Galvani.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor. Garavaglia Giovita. Public domain.

Na jeho pokusy navázal jiný Ital, profesor fyziky na univerzitě v Pavii, Alessandro Volta. Ten Galvaniho myšlenku živočišné elektřiny vyvrátil, když tvrdil, že zdrojem elektřiny jsou dva druhy kovu a vlhké vodivé prostředí mezi nimi. Jejich spor se vlekl dlouhá léta. Profesor Volta zjistil, že mezi každými dvěma kovy vzniká potenciální rozdíl, tedy i elektrické napětí. Zjistil, že potenciální rozdíl je výraznější, jestliže se mezi kovy vloží vlhká vodivá vrstva neboli elektrolyt a že závisí na druhu materiálu. Sestavil tuto řadu kovů:

Jakékoli dva kovy z této řady dávají určitý potenciálový rozdíl. Materiál, který je na začátku řady je záporný, materiál, který je na konci je kladný. Potenciální rozdíl, je tím větší, čím dál jsou od sebe oba materiály v této řadě. Objev oznámil 20. března 1800 v Royal Society.

 
Voltův sloup.
Zdroj: commons.wikimedia.ogr. Autor: Adolphe Ganot. Public domain.

Na základě těchto poznatků sestrojil Volta jednoduchý chemický zdroj elektrického napětí – voltův galvanický článek. Skládal z několika vrstev tvořených měděnou a zinkovou deskou, které byly vloženy do zředěného roztoku kyseliny sírové. Obě desky se nazývají elektrody. Měděná deska je stále nabitá kladně, zinková pak záporně. To, že se obě desky přes elektrolyt nevybijí, vysvětlil Volta pomocí elektromotorické síly, která vzniká chemickou reakcí mezi kovem a elektrolytem. Teorii vzniku elektromotorické síly vypracoval Walther Nernst.

Po Galvanim a Voltovi následovaly další bádavé hlavy, které se snažily zdokonalovat elektrochemický postup. Patřil mezi ně Němec Robert Bunsen a Francouz Georges Leclanché, který si v roce 1866 patentoval galvanický článek v té podobě, jak ho známe dnes. Jeho kladný pól tvořila uhlíková elektroda obalená oxidem manganičitým a záporný pól tvořil zinkový obal. Němec Gessner byl tvůrcem prvního suchého článku, který byl přenosný, fungující v každé poloze, a to tak, že elektrolyt zahustil v kašovitou hmotu. Do Čech přišly první suché články kolem roku 1898 z Vídně. V roce 1919 byla ve Slaném založena "Továrna na elektrické články a baterie, Pála a spol." Malá továrna se postupně rozrostla na uznávaného výrobce elektrochemických zdrojů. Po roce 1948 se Bateria stala významným evropským producentem baterií a dalších speciálních zdrojů napětí.