Алессандро вольта: биография и вклад

Электрическая батарея или гальваническая батарея

В марте 1800 года Вольта внес свой самый большой вклад, изобрав электрическую батарею. Это изобретение навсегда произвело революцию в концепции источников питания, впервые сделав доступным портативный источник постоянного тока.

Электрическая батарея позволяла генерировать ток из колонны дисков из разных металлов, перемежаемых картоном, смоченным в солевом растворе.

Этот вклад Volta привел к разработке таких приложений, как электролиз воды или создание электрической дуги между двумя углеродными полюсами. Кроме того, это изобретение позволило продемонстрировать взаимосвязь между магнетизмом и электричеством.

#10 He WAS MADE A COUNT BY NAPOLEON BONAPARTE

In 1774, Volta became a professor of physics at the Royal School in Como. In 1779, he became a professor of experimental physics at the University of Pavia, a position he occupied for around 40 years. In 1794, Volta was awarded the Copley Medal by the Royal Society for his contributions to scientific understanding of electricity. The same year he married Teresa Peregrini, an aristocratic lady also from Como. The couple had three sons named Zanino, Flaminio, and Luigi. In 1801, Volta was invited to the Institute of France by Napoleon Bonaparte to give a demonstration of his newly invented voltaic pile and in 1810 he was made a count by Napoleon. Alessandro Volta retired in 1819 and lived in Como till his death, which occurred soon after his 82nd birthday on 5 March 1827.

Alessandro Volta demonstrating his battery to Napoleon in 1801 (Painting by Giuseppe Bertini)

Первые батарейки

После того как появились первые батарейки Вольты, началось постепенное развитие элементов. На первых порах ученые сталкивались с проблемой в виде коррозии столба Вольты. В 1836 году Джорджу Фредерику Даниэлю из Англии удалось решить эту проблему. Затем, в 1859 году, к исследованиям приступил ученый из Франции по имени Гастон Плантэ и пришел к результату.

Первая батарейка была устроена следующим образом: в качестве электродов Плантэ применил свинцовые пластины, а электролитом выступила разбавленная серная кислота. Когда элемент был подключен к источнику питания, он начинал заряжаться. Вслед за этим приспособление само уже вырабатывало электричество, отдавая всю затраченную на зарядку энергию

Самое важное, что это можно было проделывать много раз

Так благодаря усилиям Плантэ появился первый свинцовый аккумулятор, который до сих пор хорошо известен любому автомобилисту и не только. Опыт привел к тому, что появились первые батарейки, заряжающиеся от постоянного тока и после этого сами отдающие энергию. Прибор уже заметно отличался от изобретения Алессандро Вольты, хотя принцип работы оставался прежним.

Следующим поворотным моментом в истории развития батареек стал 1866 год. Тогда французскому химику Жоржу Лекланше удалось создать химический источник питания, который признан прародителем сегодняшних «сухих» батареек.

Через 20 лет после этого появился и сам «сухой» элемент. Это заслуга немца по имени Карл Гасснер. Он запатентовал изобретение в 1886 году. Первые батарейки выглядели уже по-своему: внутри отсутствовал жидкий электролит, который мог бы вытечь. Практически всем эти элементы были похожи на современные. Немца поддержал его соотечественник Пауль Шмидт, который на основе детища Гасснера соорудил нечто вроде нынешнего карманного фонарика. Но окончательно такой предмет создали позже.

Первые фонарики на батарейках появились в 1899 году, став родоначальниками тех, что известны современному человеку. Постарался Давид Майселль из США. Первоначальные версии зажигались неудобно: надо было большим пальцем прижать закрепленное на корпусе кольцо из металла к металлическому обручу. Конструкция получилась далеко не самой эргономичной, поэтому просуществовала недолго. В 1902 году был придуман и запатентован более удобный вариант фонарика — его сделал Конрад Хьюберт, оснастив прибор выключателем.

Но первые батарейки в таких фонарях не отличались большим ресурсом. Их невозможно было применять в качестве постоянного источника яркого света. Первые фонарики на батарейках использовали для кратковременной подсветки, по сути — вспышки. Хватало, чтобы на мгновение осветить, например, темное помещение.

Вольтов столб

К своему самому известному открытию ученый пришел занимаясь изучением опытов своего соотечественника Луиджи Гальвани, которому удалось обнаружить эффект сокращения мышечных волокон препарированной лягушки в процессе взаимодействия ее вскрытого нерва с двумя разнородными металлическими пластинками. Автор открытия объяснил явление существованием «животного» электричества, однако Вольта предложил другую интерпретацию. По его мнению, подопытная лягушка выступала своеобразным электрометром, а источником тока был контакт разнородных металлов. Сокращение мышц было вызвано вторичным эффектом от действия электролита – жидкости, находящейся в тканях лягушки.

Чтобы доказать правильность выводов Вольта провел эксперимент на самом себе. Для этого он приложил к кончику языка оловянную пластинку и параллельно к щеке серебряную монету. Предметы были соединены небольшой проволочкой. В результате ученый почувствовал языком кисловатый привкус. В дальнейшем он усложнил свой опыт. На этот раз Алессандро положил себе на глаз кончик оловянного листочка, а во рту разместил серебряную монету. Предметы соприкасались друг с другом с помощью металлических острий. Всякий раз при контакте он чувствовал глазом свечение, подобное эффекту молнии.

В 1799 году Александро Вольта окончательно пришел к выводу, что «животного электричества» не существует, а лягушка реагировала на электрический ток возникающий при контакте разнородных металлов.

Этот вывод Алессандро использовал при разработке собственной теории «контактного электричества». Сначала он доказал, что при взаимодействии двух металлических пластин одна приобретает большее напряжение.  В ходе дальнейшей серии экспериментов Вольта убедился, что для получения серьезного электричества одного контакта разнородных металлов мало. Оказывается, для появления тока необходима замкнутая цепь, элементами которой выступают проводники двух классов – металлы (первый) и жидкости (второй).

В 1800 году ученый сконструировал Вольтов столб – простейший вариант источника постоянного тока. В его основе лежали 20 пар металлических кружочков, выполненные из двух видов материала, которые были разделены бумажными или тканевыми прослойками, смоченными щелочным раствором или соленой водой. Присутствие жидких проводников автор объяснял наличием особого эффекта, согласно которому в ходе взаимодействия двух различных металлов появляется некая «электродвижущая» сила. Под ее воздействием электричество противоположных знаков сосредотачивается на разных металлах. Однако Вольта не смог понять, что ток возникает как результат химических процессов между жидкостями и металлами, поэтому представил иное объяснение.

Если сложить вертикальный ряд пар различных металлов (например, цинка и серебра без прокладок), то заряженная током одного знака цинковая пластина будет взаимодействовать с двумя серебряными, которые заряжены электричеством противоположного знака. В результате вектор их совместного действия будет обнуляться. Для обеспечения суммирования их действий необходимо создать контакт цинковой пластины только с одной серебряной, что можно достичь с помощью проводников второго класса. Они эффективно дифференцируют пары металлов и не создают помех для движения тока.

Вольтов Столб — гальванический элемент (химический источник постоянного тока). По сути дела — это первая в мире аккумуляторная батарея

О своем открытии в 1800 году Вольта сообщил Лондонскому королевскому обществу. С этого времени источники постоянного тока, изобретенные Вольтой, стали известны всему физическому сообществу.

Несмотря на определенную научную ограниченность выводов Алессандро вплотную приблизился к созданию гальванического элемента, который связан с трансформацией химической энергии в электрическую. В дальнейшем ученые многократно проводили эксперименты с вольтовым столбом, которые привели к открытию химических, световых, тепловых, магнитных действий электричества. Одним из наиболее заметных вариантов конструкции вольтова столба можно признать гальваническую батарею В. Петрова.

В качестве эксперимента, можно создать Волтов столб своими руками из подручных средств.

Вольтов столб своими руками. Между медными монетами находится кусочки салфетки смоченные уксусом (электролитом) и кусочки алюминиевой фольги

Интересные факты

• Находясь в библиотеке Академии, Наполеон Бонапарт прочитал на лавровом венке надпись: «Великому Вольтеру» и удалил из нее две последние буквы, оставив вариант «Великому Вольте».
• Наполеон был хорошо расположен к великому итальянцу и однажды уподобил, изобретенный им «Вольтов столб» самой жизни. Французский император назвал прибор позвоночником, почки положительным полюсом, а желудок отрицательным. Впоследствии по приказу Бонапарта в честь Вольты выпустят медаль, наделят его титулом графа и в 1812 году назначат президентом коллегии выборщиков.

Вольта демонстрирует Наполеону свои изобретения — Вольтов столб и гелиевую пушку

• По инициативе Вольты в науке были утверждены понятия электродвижущая сила, ёмкость, цепь и разность напряжений. Его собственное имя носит единица измерения электрического напряжения (с 1881 года).
• В 1794 году Алессандро организовал опыт под мрачным названием «Квартет мертвых». В нем участвовали четверо человек с мокрыми руками. Один из них правой рукой соприкасался с цинковой пластинкой, а левой прикасался к языку второго. Он, в свою очередь, касался глаза третьего, державшего препарированную лягушку за лапки. Последний прикасался к туловищу лягушки правой рукой, а в левой держал серебряную пластинку, которая соприкасалась с цинковой. В ходе последнего касания первый человек резко вздрагивал, второй ощущал во рту кислый вкус, третий чувствовал свечение, четвертый переживал неприятные симптомы, а мертвая лягушка будто оживала, трепеща своим телом. Это зрелище потрясало до глубины души всех очевидцев.
• Именем Вольта названа научная награда за заслуги ученых в области электричества.
• Вольта скончался в один день и час с известным французским математиком Пьером-Симоном Лапласом.
• Портрет учёного был изображен на итальянской денежной купюре.

Портрет Алессандро Вольты на купюре в 10000 лир. Купюра вышла в обращение в 1984 году

В итальянском городе Комо есть музей Алессандро Вальта — его открыли в 1927 году к столетию со дня смерти ученого.

Музей Алессандро Вольта в городе Комо (Италия)

Биография

Алессандро Вольта был четвёртым ребёнком в семье падре Филиппо Вольты и его тайной супруги Маддалены, дочери графа Джузеппе Инзаге. Маленького Сандрино родители сдали на руки кормилице, жившей в деревне Брунате и «забыли» о нём на два с половиной года. Малыш, вольно росший на лоне природы, получился бойким, здоровым, но диковатым: рассказывали, что слово «мама» он произнес только к четырём годам, а нормально заговорил лишь лет в семь. Но был весёлым, добрым и чутким ребёнком. Большая перемена произошла в его жизни в 1752, когда, потеряв отца, он оказался в доме дяди Александра, соборного каноника.

За воспитание племянника дядя принялся всерьёз: много латыни, история, арифметика, правила поведения и т. д. Плоды воспитательных усилий сказались незамедлительно и были поразительными. Он восторженно воспринимал знания, становился всё общительнее и остроумнее, его всё больше интересовало искусство, особенно музыка. Ребёнок был очень впечатлителен. Десятилетнего Вольту потрясли известия о катастрофе в Лиссабоне, и он поклялся разгадать тайну землетрясений. Энергия переполняла Алессандро, и однажды это едва не привело к роковым последствиям. Когда ему было 12 лет, мальчик пытался разгадать «тайну золотого блеска» в ключе возле Монтеверди (как оказалось потом, блестели кусочки слюды) и упал в воду. Поблизости не оказалось никого, кто бы мог его вытащить. К счастью, один из крестьян сумел спустить воду, и ребёнка откачали. «Родился вторично», — говорили о нём.

Дядя, который делался ему всё ближе, видя жадный интерес способного юноши к наукам, старался снабжать его книгами. По мере их выхода, в доме появлялись и изучались тома Энциклопедии. Но Алессандро охотно учился и работать руками: навещая мужа своей кормилицы, он перенимал у него пригодившееся впоследствии искусство изготовления термометров и барометров. В ноябре 1757 Алессандро отдают в класс философии коллегии ордена иезуитов в городе Комо. Но уже в 1761 дядя, поняв, что мальчику предлагают стать монахом в ордене, забирает его из коллегии.

В эти годы произошли события, сыгравшие в жизни Вольты заметную роль. В 1758, как и было предсказано, вновь появилась комета Галлея. Это не могло не поразить пытливого юношу, мысли которого обратились к трудам великого Ньютона. Вообще юноша всё более отчётливо осознавал, что его призвание — не гуманитарная область, а естественные науки. Он увлекается идеей об объяснении электрических явлений, ньютоновской теорией тяготения, даже посылает знаменитому парижскому академику Ж. А. Нолле свою поэму вместе с рассуждениями о различных электрических явлениях. Но одних рассуждений ему мало. Узнав о работах Бенджамина Франклина, Вольта в 1768, поразив жителей Комо, устанавливает первый в городе громоотвод, колокольчики которого звенели в грозовую погоду.

То время вообще было отмечено бурным всплеском интереса общества к электрическим явлениям. Демонстрации электрических опытов, особенно после изобретения лейденской банки, проводились даже за плату. Некто Бозе высказал даже желание быть убитым электричеством, если об этом потом напишут в изданиях Парижской академии наук. Если это можно отнести к разряду курьёзов, то были и действительно трагические эпизоды. В Петербурге академик Рихман погиб от удара молнии во время опыта.

Алессандро Вольте суждено было сыграть существенную роль в изучении электричества. В 1768 г. он первым установил в городке Комо молниеотвод с колокольчиками, затем написал диссертацию об электрических опытах с лейденскими банками. Более существенные открытия он совершит в недалёком будущем. Пока же все чаще и острее встает вопрос о выборе дальнейшего пути. Алессандро был родом из старинной аристократичной семьи, обитавшей в альпийском местечке Комо (Италия), по окончании колледжа ордена иезуитов ему предстояло стать священнослужителем. Но юный Вольта последовал идеям Галилео Галилея, Исаака Ньютона, Дидро и Вольтера. Точное предсказание Эдмондом Галлеем времени появления на небосклоне очередной кометы окончательно обратило Алессандро к физике.

В 1774—1779 преподавал физику в гимназии в Комо, в 1779 стал профессором университета в Павии. С 1815 — директор философского факультета в Падуе.

В 1794 году получил высшую награду Лондонского королевского общества — медаль Копли. Научная деятельность Вольты завоевала высокую оценку Наполеона, пригласившего его в Институт Франции представить своё изобретение. В 1801 году он получил от Наполеона титул графа и сенатора. А однажды Наполеон, увидев в библиотеке академии лавровый венок с надписью «Великому Вольтеру», стер последние буквы таким образом, что получилось: «Великому Вольте»…

Карьера

Карьера Вольта в физике началась с преподавания этого предмета в Королевской семинарии в Комо. В течение года он изучал атмосферное электричество и проводил испытания в области электрохимии, электромагнетизма и электрофизиологии. В 1775 году он изобрёл электрическую индукционную машину (электрофор), которая вырабатывала статический электрический заряд.

Это было устройство, которое вырабатывало электричество лишь от трения, а заряд можно было передать на другие объекты. Между 1776 и 1778 годами Вольта занимался изучением газов и открыл наличие метана в естественной среде, который со временем он научился выделять.

Однако, несмотря на чувствительность к приоритетным вопросам, Вольта никогда не открывал судопроизводства, довольствуясь утверждением своих прав частными письмами или, в лучшем случае, в академическом дискурсе. Мягкий индол и инстинктивное крестьянское благоразумие заставляли его неспособно инициировать проблемы, которые, как он знал, возбудили бы души, вызвав неизбежное негодование и похоть. Вторая проблема заключается в том, что врожденная скромность, которая избегает вопросов, в которых может возникнуть вся ее ценность, и, следовательно, нарушать собеседника. В 1800 году он изобрёл Вольтов столб – первую электрическую батарею. Батарея состояла из помещённых друг на друга пластин меди и цинка, которые были разделены картонными проставками вымоченными в солевом растворе, что позволяло поддерживать бесперебойную подачу электрического тока. Вольта также разработал закон ёмкостного сопротивления и теоретически предсказал закон биметаллического контакта.

Благодаря его счастливому характеру у Вольта было много друзей: как в Комо, так и в Павии – от Фрэнка до Фосколо, от Скарпы до Тамбурини и т. д. – как в половине Европы.

Но он также имел, как и в случае с интеллектуалами и их академическими фракциями, различные инциденты. Вольта, обвинив его в краже образцов минералов Музей университета, чтобы обогатить свою коллекцию. Спалланцани был мстителен, а Вольта попытался урегулировать полемику и убрать своего друга Скополи от волнения смешного.

Вольт (В) и гальваническая свая

В 1779 году Алессандро Вольта был назначен на кафедру экспериментальной физики в Университете Павии (Италия) и преподавал там почти четыре десятилетия. Это продвижение стало венцом его недавнего исследования электрификации твердых тел. Фактически физик измерил напряжение и электрический заряд отдельно и пришел к выводу, что эти данные пропорциональны для данного тела. В честь Алессандро Вольта единица измерения электрического напряжения была названа вольт (В) в 1881 году, более чем через полвека после его смерти. Он также даст свое имя устройству, которое его измеряет, а именно вольтметру, первая цифровая версия которого была разработана Эндрю Кей в 1953 году.

Физик Луиджи Гальвани обнаружил явление, которое он назвал «животным электричеством». Идея? Разделите два металлических диска (из разных металлов) лапой лягушки, действующей как электролит. Однако последние свидетельствовали о прохождении тока по контракту. В 1792 году Алессандро Вольта придумал заменить конечность промокательной бумагой, пропитанной рассолом. Таким образом, физику удалось продемонстрировать, что электричество вырабатывается металлами, а не животными, как думал Луиджи Гальвани.

Затем Вольта формулирует закон, согласно которому электродвижущая сила батареи (которая будет изобретена очень скоро) зависит только от разности потенциалов двух электродов. Однако эти потенциалы зависят только от природы используемых металлов. Лучшая пара металлов была по ассоциациям цинк-серебро и цинк-медь. В то же время Volta гарантирует, что два электрода из одного металла не могут генерировать напряжение.

В 1800 году физик наконец разработал гальваническую батарею. Это своего рода примитивная батарея, ток которой впервые обеспечил довольно стабильный ток! Он проведет два убедительных испытания последовательно соединенных батарей. Первый тест потребует использования чашек с рассолом, в которые будут погружены электроды. Во втором случае чашки исчезнут, а вместо них будут вставлены полоски картона, пропитанные рассолом, между цинком и серебром, присутствующим в куче. Вы должны знать, что у батареи был недостаток. Действительно, он не был водонепроницаемым, так как рассол стекал по кускам картона. Со временем эта проблема была решена путем введения более плотного геля.

Различные исследователи изучали гальваническую батарею, а некоторые пытались ее улучшить. Процитируем, например, британских химиков Уильяма Николсона и сэра Энтони Карлайла, которые провели первый электролиз. Исследователи использовали гальваническую батарею в качестве генератора всего через несколько месяцев после ее разработки компанией Volta! Датский физик Ганс Кристиан Эрстед в 1820 году понял, что электрические явления связаны с магнитными явлениями. Что касается британского физика Джона Даниэля, то последний изготовил первую неполяризуемую батарею в 1836 году.

Первые батарейки в истории

В разных источниках говорится, что в 1936 либо 1938 году в Ираке нашли некий глиняный горшок. Археологам попался сосуд высотой 13 см, внутри которого размещался цилиндр из меди со стержнем из иного металла. Ученые предположили, что это был элемент питания, т. е. первые батарейки появились как минимум в 250 году до н. э.

Вероятно, внутрь этого гальванического элемента древние жители наливали щелочь либо кислоту. В результате горшок выдавал напряжение в 1 B. Получается, что парфянам была доступна технология создания примитивного аккумулятора.

Скептики из научных кругов обращают внимание на то, что сам факт возможности использования «багдадской батарейки» как источника электричества еще не подтверждает, что именно так он и применялся. Ведь поблизости так и не нашли ни одного элемента сопутствующего оборудования

Даже проводники обнаружены не были.

Эту вещь могли применять не в качестве источника энергии, а как инструмент для гальванизации металлических изделий. Впрочем, рядом находили медные предметы, покрытые слоем серебра. Но выяснено, что покрывали их путем амальгамирования. Так что и это предположение не доказано.

Наконец, в соседней с Багдадом Селевкии археологи нашли немало идентичных сосудов, но в этом случае их функция известна — внутри хранили свитки. Пока что неясно, как древние жители Ирака пользовались глиняным сосудом. Возможно, это так и останется невыясненным. Зато хорошо известно об ученом Луиджи Гальвани, с подачи которого и берет начало эпоха появления и развития батареек.

Однажды он обратил внимание на то, как дергалось тело лягушки, если оно касалось двух элементов из металла либо лежало под искрами, вылетающими из электрической машинки. Гальвани так и не смог обосновать наблюдаемый эффект, лишь предположил, что в самом теле живого существа присутствует электричество

Но его наработки потом пригодились другом итальянцу, физику Алессандро Вольте.

«Багдадская батарейка» / Фото: кадр из видео youtube.com

Появление современных элементов питания

В 1896 году американская компания под названием Columbia выпустила первые серийные батарейки сухого типа с элементом из углерода. Для того времени такой продукт оказался уникальным. Позже предприятие поменяло название и продолжает действовать сегодня, но уже под именем Energizer.

В начале XX века на американский рынок вышла другая известная компания — Duracell. Она наладила производство батареек крупными сериями. К 1920-м годам потребность в батарейках стала возрастать, потому что появлялось все больше тех или иных портативных устройств с автономным питанием.

Батарейки Duracell тогда представляли собой стаканчики из цинка. Они оборачивались бумагой, на которой была написана информация о технических характеристиках элемента. Внутри устанавливался электрод из графита с колпачком из латуни. Вокруг графитового стержня помещалась окись марганца. А в пространстве между внутренней поверхностью цинкового стаканчика и оксидом марганца размещался электролит.

Донышко стаканчика было отрицательным полюсом, а латунный колпачок — положительным. Конструкция десятилетиями выпускалась массово в мире, в том числе была распространена и в России. Батарейки стоили недорого, за счет чего и получили популярность. Но хватало и недостатков. У них была малая емкость, а конструкция оставалась ненадежной: стакан из цинка по мере использования разрушался, электролит протекал наружу. Элементы хранились и служили не больше 1 года.

До 1940 года такие изделия оставались практически единственными химическими источниками электрического тока. Сегодня батарейки на основе марганца и цинка почти не встречаются. Их заменили куда более совершенные устройства с повышенной надежностью и емкостью.

В 1940-е годы Сэмюэль Рубен изобрел первые батарейки-таблетки. Сначала они предназначались для военных США. В основе изделий лежал сплав цинка и ртути. Элемент в крепком металлическом корпусе не портился от мороза и продолжал работать бесперебойно, выдавая напряжение 1,3–3,5 B.

Солевые батарейки появились во 2-й половине XX столетия. Они стали следующим этапом развития портативных источников питания после описанных выше марганцево-цинковых элементов. Солевые батарейки отличала малая стоимость при увеличенной емкости. Но они работали до года и хранились до полутора лет.

Затем пришел черед щелочных батареек. Они появились в 1964 году и оказались еще лучше солевых. Достоинство в том, что хранятся до 5 лет, также дольше служат и пригодны для использования в приборах повышенной мощности.

Вольта и Гальвани

Батарея Волата, музей Темпио Вольтиано , Комо

Луиджи Гальвани , итальянский физик, открыл то, что он назвал «животным электричеством», когда два разных металла были последовательно соединены с лягушачьей лапкой и друг с другом. Вольта понял, что лапа лягушки служит и проводником электричества (то, что мы теперь назвали бы электролитом ), и детектором электричества. Он также понимал, что лягушачьи лапки не имеют отношения к электрическому току , вызванному двумя разными металлами. Он заменил лягушачью лапу бумагой, пропитанной рассолом, и обнаружил поток электричества другими способами, знакомыми ему по предыдущим исследованиям. Таким образом он открыл электрохимический ряд и закон, согласно которому электродвижущая сила(ЭДС) гальванического элемента , состоящего из пары металлических электродов, разделенных электролитом, представляет собой разность между их потенциалами двух электродов (таким образом, два идентичных электрода и общий электролит дают нулевую чистую ЭДС). Это можно назвать законом электрохимического ряда Вольта.

В 1800 году в результате профессионального разногласий по поводу гальванической реакции пропагандируемой Гальвани, Вольта изобрел гальваническую груду , ранний электрический аккумулятор , который произвел постоянный электрический ток. Вольта определил, что самая эффективная пара разнородных металлов для производства электричества — это цинк и медь . Первоначально он экспериментировал с отдельными ячейками в серии, каждая ячейка представляла собой винный кубок, наполненный рассолом, в который были погружены два разнородных электрода. Гальваническая куча заменила кубки картоном, пропитанным рассолом.

Ранняя батарея

А гальваническая свая

Объявляя об открытии гальванической груды, Вольта воздал должное влиянию Уильям Николсон, Тиберий Кавалло, и Авраам Беннет.

Батарея, изготовленная Volta, считается одной из первых электрохимических ячеек. Он состоит из двух электродов: один из цинк, другой из медь. В электролит либо серная кислота смешанный с водой или в форме соленой воды рассол. Электролит существует в виде 2H+ и так₄2−. Цинк металлический, содержание которого выше электрохимическая серия чем медь и водород, окисляется до катионов цинка (Zn2+) и создает электроны, которые движутся к медному электроду. Положительно заряженные ионы водорода (протоны ) захватывать электроны от медного электрода, образуя пузырьки газообразного водорода, H₂. Это делает цинковый стержень отрицательным электродом, а медный стержень — положительным электродом. Таким образом, имеется две клеммы, и при их соединении будет течь электрический ток. В химические реакции в этом гальваническом элементе следующие:

Цинк:

Zn → Zn2+ + 2e−

Серная кислота:

2H+ + 2e−→ ЧАС₂

Металлическая медь не реагирует, а скорее действует как электрод для электрического тока. Сульфат-анион (SO₄2-) также не претерпевает никаких химических реакций, а мигрирует к цинковому аноду, чтобы компенсировать заряд образующихся там катионов цинка. Однако этот элемент также имеет некоторые недостатки. Обращаться с ним небезопасно, поскольку серная кислота, даже в разбавленном виде, может быть опасной. Кроме того, мощность элемента со временем уменьшается, потому что водород не выделяется. Вместо этого он накапливается на поверхности медного электрода и образует барьер между металлом и раствором электролита.