Věda a technika v pozadí
Ruční baterie
Historie a teorie
V roce 1789 prováděl Luigi Galvani 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. 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:
Voltova řada prvků.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
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. Alessandro Volta oznámil svůj objev 20. března 1800 v Royal Society.
Voltův sloup.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: Adolphe Ganot. Public domain.
Na základě těchto poznatků sestrojil Volta v roce 1799 jednoduchý chemický zdroj elektrického napětí – voltův sloup. 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.
O svém vynálezu podal zprávu do Londýna předsedovi Royal Society Josephu Banksovi 20. března 1800: “Přístroj, o němž píši a jenž Vás asi udiví, není nic jiného než uspořádání několika dobrých vodičů různého druhu, jež po sobě následují v určitém pořadí. Třicet, čtyřicet, šedesát i více kusů mědi nebo lépe stříbra, z nichž každý se položí na kus cínu nebo lépe zinku, a stejný počet vrstev vody nebo nějaké jiné kapaliny lépe vodivé než obyčejná voda, jako jsou solný roztok, louh atd., nebo místo kapaliny kusy lepenky, kůže dobře napojené takovou kapalinou, každý takový kus vložen mezi pár nebo spoj různých kovů: takovýto soubor vždy ve stejném pořadí oněch tří vodivých členů, to je všechno, v čem záleží můj přístroj, který, jak už uvedeno dříve, napodobí účinek leidenské lahve, dávaje tytéž otřesy, přičemž ovšem zůstává daleko za její silou, pokud jde o praskot výbojů, o jiskření, doskok jisker atd., co do síly jest roven jen slabě nabité baterii mající však neobyčejně vysokou kapacitu, překonává však takovou baterii co do síly a schopnosti tím, že ji není třeba napřed nabíjeti elektřinou, a že je schopen vydávati rány kdykoli se ho vhodně dotkneme, ať se dotýkáme i sebečastěji.“ [HROMÁDKA, F. Z Aragových životopisů. Alexandr Volta. Časopis pro pěstování mathematiky a fysiky, 1878, roč. 7, s. 1–8, 49–59, 137–146.] Na základě tohoto dopisu byl pozván do Paříže, aby měl přednášku v Académie des Sciences, které se zúčastnil i Napoleon Bonaparte.
Alessandro Volta přednáší Napoleonu Bonaparte.
Zdroj: LIFE photo archive hosted by Google.
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.
