Ein zitternder Froschschenkel führte tatsächlich zur Erfindung der Batterie?

Am 17. Oktober 2024 hielt Hou Yimin, Direktor des Instituts für Chemie und des Akademischen Ausschusses der Henan Academy of Sciences, bei der Themensitzung „Charmante Chemie: Unendliche Möglichkeiten“ des Science Popularization China Starry Sky Forum eine Rede mit dem Titel „Vergangenheit und Gegenwart von Batterien“.

Das Folgende ist ein Auszug aus Hou Yimins Rede:

Teil 1 Von der Leidener Flasche zur Voltaschen Säule: Die Geburt der Batterie

Im Jahr 1745 ließ Professor Masenbrock, ein Physiker an der Universität Leiden in den Niederlanden, bei der Durchführung eines elektrischen Experiments einen Eisennagel in eine Glasflasche fallen. Ursprünglich dachte er, dass der Eisennagel nach dem Herausziehen nicht mehr unter Strom stehen würde, aber als er ihn herauszog, erlitt er dennoch einen Schock. Durch diese unerwartete Entdeckung wurde ihm klar, dass Flaschen elektrische Energie speichern können, und so entstand ein primitives elektrisches Speichergerät. Da diese Flasche an der Universität Leiden entdeckt wurde, erhielt sie den Namen „Leiden Jar“.

Die Leidener Flasche erregte in Europa großes Aufsehen und wurde von vielen Wissenschaftlern, insbesondere Elektrikern, für Experimente und Vorführungen genutzt. Eine der Aufführungen in Notre Dame de Paris in Frankreich war sehr interessant. Mehr als 700 Mönche standen in einer Reihe und hielten sich an den Händen. Die erste Person hielt eine Leidener Flasche und die letzte Person einen Draht. Als die Entladung erfolgte, tanzten alle und die Szene war sehr interessant und lustig. Es hinterließ bei den Menschen einen tiefen Eindruck und ließ sie die Kraft der Elektrizität spüren.

Mit der zunehmenden Verbreitung des Leidener Flaschenexperiments interessierten sich die Menschen zunehmend für Elektrizität und begannen, diese zur Behandlung von Krankheiten oder zur Durchführung interessanter Experimente einzusetzen. Im Jahr 1780 verwendete der italienische Biologe Galvani beim Sezieren eines Frosches zwei Metallstücke, um die Beinmuskeln und Nerven des Frosches zu verbinden. Er stellte fest, dass die Beine des Frosches zitterten. Er glaubte, dass dies auf die Existenz von „Bioelektrizität“ im Körper des Tieres zurückzuführen sei.

Nachdem Volta, ein Physiker an der Universität Pavia in Italien, Galvanis Artikel gelesen hatte, führte er eingehende Untersuchungen dazu durch und bewies schließlich, dass das Zittern der Froschschenkel nicht durch Bioelektrizität verursacht wurde, sondern durch Elektrizität, die durch die chemische Reaktion zwischen zwei aktiven Metallen und aktiven Chemikalien erzeugt wurde. Dies ist das Grundprinzip der chemischen Energiequelle. Also erfand Volta die Batterie, die sogenannte „Voltasche Säule“. Seine Zusammensetzung ist sehr einfach: Zwischen einer Zinkscheibe und einer Silberscheibe ist ein mit Elektrolyt gefülltes Tuch eingelegt. Volt wurde somit zum eigentlichen Erfinder der chemischen Batterie und die Spannungseinheit „Volt“ wurde nach ihm benannt. Von da an erlebte die Entwicklung von Batterien eine Phase rasanter Entwicklung.

TEIL 2 Die Entwicklung der Batterietechnologie und ihre Anwendung in der modernen Welt

Die folgende Tabelle zeigt die Entwicklungsgeschichte von Batterien, einschließlich Blei-Säure-Batterien, Trockenbatterien, Nickel-Cadmium-Batterien usw.

Im Jahr 1911 gründete China in Shanghai eine Fabrik für Trockenzellen und Akkumulatoren, und von da an begannen wir Chinesen, Batterien zu verwenden. Mit der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technologie erweitert sich der Anwendungsbereich von Batterien immer mehr. Es ist wie ein unbesungener Held hinter den Kulissen, der in verschiedenen Bereichen eine wichtige Rolle spielt.

Es ist ein Impulsgeber für den Wandel im Transportsektor. Der Aufstieg der Elektrofahrzeuge verändert allmählich unsere Art zu reisen. Seine zentrale Energiequelle – die Power-Batterie – ermöglicht uns ein umweltfreundliches und effizientes Fahrerlebnis. Diese Batterien können große Mengen elektrischer Energie speichern und bieten Elektrofahrzeugen so eine ausreichende Reichweite für den täglichen Bedarf und sogar für Langstreckenfahrten. Ihre emissionsfreien Eigenschaften leisten einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Luftqualität und zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen.

Es ist ein wichtiger Akteur im Bereich der Stromspeicherung. Im Stromnetzsystem sind Batterien eine wichtige Kraft für den Ausgleich von Angebot und Nachfrage. Kondensatoren spielen eine Schlüsselrolle in einigen leistungselektronischen Geräten, die eine schnelle Reaktion erfordern, um einen stabilen Betrieb und eine effiziente Arbeit der Geräte zu gewährleisten.

Es ist eine solide Unterstützung im Bereich der Luft- und Raumfahrt. Die perfekte Kombination aus Solarmodulen und Batterien ist der Schlüssel zum kontinuierlichen Betrieb von Satelliten. Vom Lebenserhaltungssystem eines Raumfahrzeugs über die Kommunikationsausrüstung bis hin zu Navigationssystemen ist jede kritische Komponente auf Batterien angewiesen, um eine zuverlässige Stromquelle bereitzustellen.

Es ist ein Schlüsselfaktor im Bereich der Kommunikation. Eine der Kernkomponenten unserer Mobiltelefone ist der Akku, der es uns ermöglicht, jederzeit und überall Sprachanrufe zu tätigen, Nachrichten zu senden und im Internet zu surfen. Kommunikationsbasisstationen sind außerdem mit Batterien großer Kapazität als Notstromquelle ausgestattet, um in Notsituationen wie Stromausfällen die normale Übertragung und den Empfang von Kommunikationssignalen sicherzustellen und so den Informationsfluss in der Gesellschaft zu sichern.

Batterien spielen im heutigen Leben eine unersetzliche Rolle. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt in Wissenschaft und Technologie wird sich die Batterietechnologie weiter entwickeln und erneuern, was unserem Leben in Zukunft noch mehr Überraschungen und Komfort bescheren wird.