電池を発明したのは誰ですか?

私たちのほとんどは、日常生活の中でさまざまな形で電池を使用しており、それを当然のことと考えています。 朝、私たちを起こしてくれる目覚まし時計や通勤に運転する車から、私たちの命を守るペースメーカー、そしてコミュニケーションを可能にする携帯電話のバッテリーまで。 しかし、電池は今日の地位に到達するまでに、発見と開発の長い旅を経てきました。

この記事では、電池の改良と進化の形成に貢献した、電池の歴史の中で画期的な進歩のいくつかを取り上げます (図 1)。

バグダッド砲台 (1700): 1938 年、ドイツの考古学者ヴィルヘルム ケーニヒは、イラクのバグダッド近くにあるクジュット ラブで、人間の拳ほどの大きさの土器を発掘しました。 これらの 2,200 年前の壺は、銅のシリンダーの中に鉄の棒が入っており、アスファルトの栓で密封されていました。 これらの壺は、2,000 年前にこの地域を統治していたパルティア文明の住民によって、銀の上に金を電気メッキするための電池として利用されていたと推測されています。 この集団は「バグダッド砲台」として知られるようになりました。 ただし、現時点ではこの推測を裏付ける具体的な証拠はなく、これらの遺物の年代さえも多少の議論が残っていることに注意することが重要です。1

電圧杭 (1800 年): 電池の「本物の」発見者と考えられているアレサンドロ ボルタ 1 は、一般に電圧杭と呼ばれる現代の電池の最初の実証に成功し、導入しました。 この装置は、一連の亜鉛と銀のプレートを積み重ねたもので構成されており、各プレートは酸と塩の溶液に浸した布で区切られていました。 この発明は、1830 年代後半の電信、そしてずっと後の 1870 年代の電話の開発など、長距離通信における革命的な進歩への道を切り開く重要なマイルストーンとなりました。 しかし、元の Voltaic パイルは、電極表面に付着した化学反応の結果として水素の泡が発生するため、課題に直面しました。 この問題により、バッテリーの性能が急速に低下し、実用化が制限されました。

ダニエル電池 (1836): 英国の化学者、ジョン ダニエルは、1836 年にダニエル電池と名付けられた二流体電池の発見により、ボルタ電池の性能低下を解決しました。2 このシステムは、亜鉛陽極を備えたガラス瓶で構成されていました。上部と下部に銅の陰極があります。 電解液には濃CuSO4と希H2SO4の二層液を使用した。 他の斬新な設計の導入によりその卓越性が影を潜める 19 世紀後半までは、主に電信に電力を供給するために商業的に利用されていました。 これまでの電池のさまざまな設計はすべて、化学反応によって消耗した電極は再生できない使い捨て哲学に基づいており、現在一次電池と呼ばれるものを定義しています。

鉛酸蓄電池 (1854 年): 1854 年にドイツの物理学者ヴィルヘルム・ヨーゼフ・ジンシュテデンは、希硫酸の容器内で 2 枚の鉛シートを利用することで充電式電池の概念を明らかにしました。 そのすぐ後の 1859 年に、フランスの物理学者ガストン プランテは、世界に革命をもたらした最初の充電式鉛蓄電池 3 を導入しました。 それは、セパレータとして間にゴムストリップを挟んだ鉛の二重シートで構成され、これを再びらせん状に巻いて、希硫酸電解液に浸しました。

ルクランシェ細胞 (1866): 1866 年、フランスの物理学者、ジョルジュ ルクランシェは、いくつかの重要な革新と、当時の一般的なアプローチからの逸脱を導入しました。 彼は電極の 1 つとして MnO2 を利用した新しいタイプの電池を開発し、この目的で酸化物を初めて使用しました。1 酸化鉛は 1881 年まで鉛蓄電池の設計に組み込まれませんでした。ベルギーの電信サービスは迅速に対応しました。ルクランシェは 1867 年にこの技術を採用し、特許から市場への異例の迅速な移行を示しました。1 ルクランシェはまた、プロトン酸を使用する一般的な慣行から逸脱した、電解質としての NH4Cl 溶液の使用を導入しました。