Техноблог: Говорим обо всем

Официально считается, что первый химический источник тока изобрел итальянский ученый Алессандро Вольта в 1798 г., во время своей работы в университете г. Болонья. Этому откры­тию предшествовали многочисленные опыты сначала англий­ского ученого Гилберта, основавшего в 1600 г. такой раздел нау­ки, как электрохимия, а затем итальянского ученого Гальвани, исследовавшего так называемое «электричество животных». От­крытие Вольта было очень важным, ведь до этого проводились исследования только статического электричества, от которого для человечества практической пользы не было никакой, кроме изобретения громоотвода и конденсатора. Вспомним хотя бы опыты М. В. Ломоносова.

Благодаря целой череде открытий, связанных с использова­нием постоянного тока, были созданы электрические машины, способные вырабатывать постоянный и переменный ток либо превращать электрическую энергию в механическую (электро­двигатели). Несмотря на это, химические источники тока своего значения не утратили — они и в настоящее время незаменимы в качестве источников питания мобильных устройств и механизмов: средств связи, мобильных компьютеров, автомобильной техники, электроинструментов и т. п.

Но вернемся к дальнейшей судьбе изобретения А. Вольта. В 1802 г. английский ученый Круикшэнк разработал первую ба­тарею, которую можно было выпускать в промышленных масш­табах. В 1820 г. французский физик Ампер открыл взаимосвязь электричества и магнетизма. В 1833 г. английский физик Майкл Фарадей открыл свой закон. В 1836 г. английский химик Джон Дэниэл разрешил проблемы коррозии электродов в элементе Вольта. Разработанный им элемент так и назывался — элемент Дэниэла. В 1859 г. французский физик Гастон Планте изобрел свинцово-кислотную аккумуляторную батарею. В 1868 г. фран­цузский химик Жорж Лекланше разработал «влажный» элемент Вольта — предшественник сухих элементов, которые были изоб­ретены в 1888 г. американским ученым доктором Карлом Гас-снером. Его изобретение — это те самые угольно-цинковые эле­менты, только значительно усовершенствованные, которые при­меняются и в настоящее время. Американцы первыми уловили коммерческую ценность этого изобретения. Уже в 1896 г. в шта­те Колумбия появилась первая в мире компания, начавшая вы­пуск сухих элементов и батарей в промышленных масштабах. Называлась она National Carbon Company — Национальная уго­льная компания. Впоследствии ее название было изменено на Eveready, а затем на Energizer. Основатель этой компании Кон­рад Хьюбер в 1898 г. разработал конструкцию электрического фонарика.

В 1899 г. шведский ученый Вальдмар Юнгнер изобрел ни­кель-кадмиевую батарею. В качестве положительных пластин в ней использовались пластины из никеля, а в качестве отрица­тельных — пластины из кадмия. Широкого распространения этот тип батарей в то время не получил из-за дороговизны их производства. Но в 1901 г. американец Эдисон изобрел более дешевую и практичную никель-железную аккумуляторную ба­тарею.

В конце XIX века началось масштабное использование мощ­ных электрических генераторов и трансформаторов — началась эра электричества. Исследования в области химических источ­ников тока продолжались. В 1932 г. немецкие ученые Шлехт и Аккерман изобрели прессованные пластины для аккумуляторных батарей. В 1947 г. французский ученый Нойман разработал первую герметичную никель-кадмиевую батарею.

В 1956 г. компания Energizer выпустила 9-вольтовые бата­рейки, а в 1959 г. появились первые алкалиновые элементы. В середине 1970-х годов были разработаны свинцово-кислотные аккумуляторные батареи с регулируемыми клапанами.

В 1990 г. началось коммерческое производство никель-ме-таллгидридных батарей, а в 1992 г. в Канаде — производство пе­резаряжаемых алкалиновых батарей. В 1999 г. изобретены ли­тий-ионные полимерные батареи. В 2001 г. появились первые топливные элементы с протонно-обменной мембраной.

Для конечного потребителя более интересными являются пе­резаряжаемые или аккумуляторные батареи, о которых и пойдет речь в этой книге, и производство которых в настоящее время представляет наиболее динамично развивающийся сектор эко­номики.