科普知識：電的來源

1800年以前，科學家們只知道電是靜態的或固定的，這些靜電包括物體上所載的正電荷或負電荷，通常靜電都是由摩擦產生的。隨著一個義大利貴族製作出電流，電的發展便掀開了新的一頁。

1791年，義大利物理學家、解剖學教授賈法尼報道了「動物電」——在解剖一隻死青蛙時，他發現當用兩種金屬片觸到青蛙時，它會抽搐。1800年，義大利物理學家亞歷山德羅·伏特用鹽溶液浸泡過的紙板代替動物組織進行實驗。紙板一段放一塊銅片或銀片，另一端放一塊鋅片，當用導線將兩塊金屬片連接起來時，導線中就有了電流。後來，他把許多這樣的版堆疊，以此獲得更高的電壓，這就是福特電池，是世界上首個真正的電池。

今天，科學家把伏特發明的電池稱作原電池，所用的金屬片叫做電極，而金屬片之間的溶液叫做電解液。1836年，英國化學家約翰·丹尼爾製造出一種效率更高的原電池，該電池包含一根插入稀硫酸中的鋅棒電極，稀硫酸裝在多孔的陶罐中。陶罐浸入一個裝著硫酸銅溶液的銅製容器（作為另一電極）中。當金屬線連接兩個電極后，電流從銅質容器（正極）流向鋅棒（負極）。丹尼爾電池可產生較伏特電池更穩定的電流，並解決了電池極化的問題，即在銅質電極上會聚焦大量的氫氣氣泡群，這會阻止電子的流動，最終使伏特電池停止工作。

法國工程師喬治·勒克朗謝於1866年發明了勒克朗謝乾電池，同樣解決了伏特電池的極化問題。勒克朗謝乾電池負極也是鋅棒，但鋅棒是浸在氯化銨電解液中。正極是被二氧化錳粉末包裹的碳棒。電池產生的電壓約有1.5伏。今天我們日常生活中用的乾電池包含相同的構成，電解液為氯化銨膠糊，外殼為鋅筒，二氧化錳包裹的碳棒位於鋅筒的中心位置。

德國化學家羅伯特·本生也發明了鋅—碳原電池，電池採用酸作電解液，能產生1.9伏的電壓。1893年，英裔美國電氣工程師愛德華·威斯頓發明了鎘電池，該電池可產生1.0186伏的電壓，1908年，科學委員會正式將其作為標準電壓。威斯頓標準電池的負極為汞，正極是鎘—汞金屬的混合物，電解液是硫酸鎘溶液。在這21年前，即1872年，英國電氣工程師約西亞·克拉克發明了克拉克標準電池，該電池負極採用鋅代替鎘。

原電池放電完全后，就會停止工作，電池也就廢掉了。於原電池不同的一類電池，名稱很多，比如二次電池、存儲電池，或蓄電池，這一類的電池可以通過充電重複使用。1859年，法國化學家加斯東·普朗特發明了鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池是最早的蓄電池，今天仍最為常用。鉛酸蓄電池電解液為稀硫酸，鉛或「鉛板」作為負極，另一塊覆蓋了氧化鉛的鉛板作為正極。這種鉛酸蓄電池被用在大多數汽車上。1900年，美國發明家托馬斯·愛迪生發明了鹼性鎳鐵蓄電池，這是另一種類型的蓄電池。任意蓄電池放電完畢后，可以用直流電源對電池充電。例如，汽車電動機還在運轉時，蓄電池就會繼續充電。

無論是原電池還是二次電池，它們都是將化學能轉化為電能。正是因為此過程的存在，就會不斷地消耗電極材料或電解液。1839年，威爾士物理學家兼法官威廉·格萊夫在一項實驗中發現了第一種燃料電池，他通過將水的點解過程逆轉而發現了燃料電池的原理，能夠從氫氣和氧氣中獲取電能，通過氫和氧的化合生電，其唯一的副產品是無害的水蒸氣。燃料電池能夠將燃料所含的化學能直接轉化為電能。

在所有這些前面介紹的科學家中，我們應該記住這樣一個名字——亞歷山德羅·伏特。1905年，國際電氣學會為紀念他的成就，根據他的名字，將「伏特」作為國際單位制中電勢的基本單位。