[科普中國(guó)]-伏打堆

伏打電堆（Voltaic pile），又名伏打堆，是最早出現(xiàn)的化學(xué)電池。

簡(jiǎn)介伏打電堆（Voltaic pile），又名伏打堆，是最早出現(xiàn)的化學(xué)電池，是在1800年由意大利物理學(xué)家亞歷山大·伏打伯爵發(fā)明。

伏打電堆由很多個(gè)單元堆積而成，每一單元有鋅板與銅板各一，其中夾著浸有鹽水的布或紙板。伏打電堆每個(gè)單元可以產(chǎn)生0.76V的開(kāi)路電壓，擁有六個(gè)單元的伏打電堆其開(kāi)路電壓大約是4.56V。

定義由伏打制作的“伏打堆”被認(rèn)為是第一種電化學(xué)電池。它包括兩個(gè)電極：一個(gè)是鋅，一個(gè)是銅。電解液可以是稀硫酸或海水鹵水。電解液中存在的物質(zhì)是2H+和SO42-離子。鋅比銅和氫在電化學(xué)順序更靠前，所以鋅棒為負(fù)極，銅棒為正極。在鋅電極上，鋅失去電子成為Zn2+離子，在溶液中帶正電的氫離子（質(zhì)子）從銅電極捕獲電子，形成氫氣泡（H2）。因此，當(dāng)兩個(gè)電極相連時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流。伏打電池的化學(xué)反應(yīng)式如下：

鋅

Zn→Zn2++ 2e-

硫酸

2H++ 2e-→H2

銅不參與反應(yīng)過(guò)程，它只用于導(dǎo)電。

這種電池有個(gè)缺點(diǎn)，就是它并不安全，即使使用了稀硫酸也可能會(huì)有危險(xiǎn)。另外，因?yàn)闅錃飧街阢~電極表面不會(huì)被釋放，形成了金屬和電解質(zhì)溶液之間的屏障，所以電池的功率會(huì)隨著時(shí)間的推移而減小。

伏打和路易吉·伽伐尼路易吉·伽伐尼用兩種不同的金屬相連，然后和青蛙的腿相接觸，發(fā)現(xiàn)青蛙的腿產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，他稱這一現(xiàn)象為生物電。伏打意識(shí)到青蛙的腿既是電的導(dǎo)體（即是我們現(xiàn)在所說(shuō)的電解質(zhì)）也是電流的檢測(cè)器。他把青蛙的腿換成鹽水浸泡過(guò)的紙，并用其它方法檢測(cè)電流。他發(fā)現(xiàn)了原電池（用電解質(zhì)隔開(kāi)的兩個(gè)由不同的金屬制成的電極形成）的電動(dòng)勢(shì)等于兩個(gè)電極電勢(shì)之的差的定律（兩個(gè)由相同金屬制成的電極之間的電動(dòng)勢(shì)為0）。這被稱為電化學(xué)的伏打定律。1

1800年，由于不同意伽伐尼所提出的電的產(chǎn)生原理，伏打發(fā)明了伏打堆，也就是最初的電池，其可以產(chǎn)生穩(wěn)定的電流。伏打發(fā)現(xiàn)鋅和銅是產(chǎn)生電力最有效的一對(duì)不同的金屬。起初，他在裝滿鹽水的高腳杯中浸入兩個(gè)不同的電極，并將它們串聯(lián)起來(lái)，后來(lái)，他將高腳杯換成浸泡在鹽水中的紙板。

參見(jiàn)電化學(xué)電池

賈凡尼電池

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

杜強(qiáng) - 高級(jí)工程師 - 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所