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出身於義大利的物理教授亞力山卓伏打(Alessandro Volta(1745~1827))是第一位發展出化學電池的人。他在1880年發明了第一個電池稱為伏打電堆(Voltaic Pile) 如圖(一)。

1786年,義大利的內科醫生兼物理學家賈法尼(Galvanic)在其青蛙實驗中發現:當電流經由金屬電極流到青蛙時,青蛙有踢腿的動作發生(如同活的青蛙一般)。賈法尼認為動物(青蛙)的電流(animal electricity)是來自動物的肌肉;然而賈法尼的同仁亞力山卓伏打卻認為這是一種物理的現象,就像金屬中的電流(metallic electricity)一樣。於是在1791年,伏打改以鹽水混合物浸泡過的布或紙板取代青蛙腿,再與兩支金屬電極連成一個迴路,他也測得了電流。做了一系列類似的實驗後,伏打發現了電化學序列(electrochemical series)以及賈法尼電池(galvanic cell)的電動勢就是兩個電極間電位差的定律。在1880年,伏打將數對以鹽水混合物浸泡過的布或紙板隔開的鋅極與銅(或銀)極堆疊起來,如圖(二),當電池的頂端與底部以導線連接時,就有電流流經電池與導線。這就是第一個被發明的電池—伏打電堆(Voltaic Pile)。

此電池是利用鋅棒與銅棒作電極,以硫酸液作電解液,其反應如下:

由鋅極釋放出的電子,經由導線流入銅極,再吸引電解液中的氫離子,行還原反應,產生氫氣。如此的反應持續發生,導線上就產生了穩定的電流。但這電池因有硫酸,操作時有些不安全,而且在銅極上產生的氫氣聚集在金屬表面,阻礙了電解質與金屬的接觸,隨著時間增長,電池的強度會慢慢減弱。

由於伏打電堆的發明,使威立根尼克森(Willican Nichoson)、安東尼卡力士立(Anthony Carlisle) 利用它發現了水的電解;韓福瑞大衛(Humphry Davy) 則利用它證明了電動勢(Electromotive Force)是由化學反應所引起,而不是兩電極金屬的電位差;法拉第(Faraday)也藉由研究伏打電池,開創出電化學的研究領域。為了紀念伏打首先發明伏特電堆的偉大成就,電池的強度(電動勢或電壓)就用它的名字伏特(Volt)作單位;義大利北部柯莫(Como)湖附近的伏打紀念博物館,陳列著伏打以前做導電實驗用的儀器與文件;義大利一萬里拉(Lira)面額的鈔票上,也印著他的紀念肖像(使用歐元之前)。

本文由台東專校化學科鍾玉峰退休老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

原始網址:http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=5078

 




 
 
 
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