إسم المخترع :

إليساندرو فولتا وآخرون

بلد المنشأ :

إيطاليا

بطارية الكهرباء الجافة

وصف الاختراع :

البطارية هي أداة لإنتاج الكهرباء من التفاعل الكيميائي حيث تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية ، وهي القلب النابض بالحياة للأجهزة الإلكترونية المحمولة ، والبطارية هي في الواقع خلية كهربائية مكونة من مادتين مختلفين أحدهما يمثل القطب الموجب والأخر القطب السالب يفصل بينهما وسط أو مادة ثالثة مختلفة تُسمى الإلكتروليت

ويمثل وعاء الزنك القطب السالب يقع بداخله قضيب من الكربون بينهما وسط من عجينة من الكربون وثاني أكسيد المنجنيز مشبعة بمحلول كلوريد الأمونيوم ويمكن تلخيص التفاعل بحدوث تحرر لإلكترونات القطب السالب نتيجة لتفاعله مع مادة بالوسط وتنجذب هذه الإلكترونات إلى القطب الموجب (لتضاد الشحنة) وبذلك يسري التيار الكهربائي.

ولاختراع البطارية الفضل في تسيير الكهرباء عبر الأسلاك والاستفادة منها في عدد من الأغراض كالإضاءة والتدفئة وتوليد الحركة بالمركبات فضلاً عن تشغيل الأجهزة الكهربائية المحمولة وتعد قصة اختراع البطارية أحد القصص الطريفة بطلتها ضفدعة مسكينة وعالم تشريح يستلزم الأمر رحلة بسيطة إلى الماضي تكون فيها وجهتنا عام 1771 بينما دكتور"لويجي جلفاني" أستاذ علم التشريح في جامعة "بولونا" بإيطاليا يقوم بتشريح ضفدعة حدث أمراً بالغ الغرابة!

فبينما تتمدد المسكينة في طبق التشريح وثُبتت أطرافها بالدبابيس المعتادة لاحظ ارتعاش أرجلها عندما يلمس رجل الضفدعة بالمشرط فتعجب وأعاد الكرة ولمس رجلها ثانية بالمشرط فعادت وارتعشت مما أثار فضوله العلمي وشعر أنها ظاهرة طبيعية تستحق البحث والتعليل

تملكت منه الدهشة وتجول بنظره فيما حوله لعله يهتدي إلى السبب فلاحظ وجود آلة كهربائية تدار باليد إلى جانبه وتؤدي إلى حدوث شرارات نتيجة للاحتكاك ، ظن أنها السبب وان شرارة انتقلت من الآلة إلى رجل الضفدعة عن طريق المشرط، ولكن حين أبعد الآلة وجد أن الظاهرة لم تختفي وأرجل الضفدعة ترتعش !

لجأ إلى تجارب أخرى ثم وضع فرضاً أخر وعمل على إثبات خطأه أو صحته وهو الكهرباء الجوية قام بتعليق الضفدعة من أرجلها بخطافات حديدية موضوعة على قضيب حديدي في حديقته فوجد أن الأرجل ترتعش عند حدوث العواصف، ولكنه وجد أنها لم تتوقف عن الارتعاش عند صفاء الجو أيضا إلا أن ارتعاشها في حالة العواصف تفوق الحالة الثانية.

ولذلك استبعد هذا الافتراض كغيره ولجأ إلى تجربة جديدة وضع فيها الضفدعة بلوح معدني من الحديد ولمسها بخطاف من النحاس فلاحظ ارتعاش رجل الضفدعة وفسر ذلك على أن هذا الارتعاش ناتج عن اتصال معدنين مختلفين برجل الضفدعة

تبعها بتجربة جديدة فأتى بساق مثنية مؤلفة من معدنين ولمس بأحد طرفيها عصباً من ساق الضفدعة ولمس بالطرف الأخر عضلة من عضلات ساقها فارتعشت الساق ارتعاشاً عنيفاً

واعتقد العالم "جلفاني" أن هذه الكهرباء ناتجة عن نوع من الكهربائية الحيوانية التي نراها في بعض الأسماك وان هناك شحنة كهربائية مستقرة على الأعصاب وشحنات من نوع مضاد مستقرة على العضلات وبمجرد التوصيل بين الأعصاب والعضلات بواسطة موصل كالساق المعدنية المثنية تسري الشحنات الكهربائية لتتعادل الشحنات الموجبة مع الشحنات السالبة وبسبب هذا التفريغ ترتعش ساق الضفدعة.

إلا أن" جلفاني" لم يكن موفقاً في آرائه بهذا الشأن وسرعان ما ظهر على الساحات من ينتقدها وظهر العالم " إليساندرو فولتا" أستاذ علم الفيزياء بجامعة "بافيا" الإيطالية الذي اهتم بأبحاث "جلفاني" وبعد عدد من التجارب استطاع أن يضع يديه على السبب الحقيقي

إن السبب في ارتعاش الضفدعة ليس عصب الضفدعة بل لوجود المعدنين المختلفين وأن وجود أي ساقين من معدنين مختلفين بينهما سائل يمكن إذ اتصلا بسلك أن يمر فيه تيار كهربائي وليس وجود رجل الضفدعة أمراً ضروريا لتكوين هذا التيار ونجح العالم" فولتا" في توليد التيار الكهربائي من بطارية بسيطة مكونة من معدنيين وبينهما سائل عبارة عن ماء به ملح .

وحينما لمس طرفي العمود بيديه شعر بهزة خفيفة مستمرة وبهذا كان هذا الجهاز الجديد قلبا نابضا بالكهرباء المستمرة ، ومن هنا وُلد اختراع البطارية على يد العالم "فولتا" إلا أن الفضل يعود إلى العالم "جلفاني" صاحب التجربة والملاحظة الأولى وانتشر تصنيع البطاريات كمصدر مستمر وأداة سهلة للحصول على الكهرباء وانتشر صنعها من معادن مختلفة طالما أن فيها السوائل المناسبة.

وفي عام 1836 طور العالم "جون دانييل" خلية فولتا لتدوم فترة أطول مكونة من اثنين من الإلكتروليت هما كبريتات النحاس وكبريتات الزنك وأنتجت خلية "دانييل" حوالي 1,1 فولت وهي كمية كافية لتشغيل التلغراف والهاتف، والأجراس، وظلت تتمتع بشعبية كبيرة في المنازل لأكثر من 100 عاما.

ظهرت اللبنة الأولي لاختراع البطارية الجافة عام 1866 حينما حصل المهندس الفرنسي "جورج لوكلانشيه" على براءة اختراع "خلية لوكلانشيه" أول خلية رطبة مكونة من الكربون والزنك ، الخلية بوعاء صعب الاختراق وُضع فيه عمود الكربون المجمع للتيار الكهربائي ومثلت عجينة من مسحوق ثاني أكسيد المنجنيز والقليل من الكربون القطب الموجب أو "الكاثود" بينما مثل عمود من الزنك القطب السالب وكان مغموساً في سائل من محلول كلوريد الأمونيوم.

بعدها ، قام "جورج لوكلانشيه" بإدخال عدة تحسينات على تصميمه عن طريق استبدال محلول الإلكتروليت بعجينة كلوريد الأمونيوم واخترع طريقة لصقل البطارية وإحكام غلقها منعاً لأي تسرب للمكونات الداخلية ومن ثم كان أول من اخترع الخلية الجافة، وذلك التصميم الفريد القابل للنقل.

الفترة الزمنية :

1780 إلى 1866