Βολταïκή στήλη: Η πρώτη μπαταρία

Ηλεκτρισμός… Αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι της σύγχρονης ζωής. Σήμερα, μια ζωή χωρίς ηλεκτρισμό θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως το τέλος του κόσμου. Ο ηλεκτρισμός, ο οποίος ήταν ελεύθερος στη φύση εδώ και χιλιάδες χρόνια, έγινε ορόσημο της σύγχρονης ζωής χάρη στο διάσημο πείραμα με τον χαρταετό που πραγματοποίησε ο εθνοπατέρας των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής και επιστήμονας, Βενιαμίν Φραγκλίνος. Τα ευρήματα του πειράματος του Φραγκλίνου για το ηλεκτρικό ρεύμα αναπτύχθηκαν από διάφορους επιστήμονες μέσα στα χρόνια και προσφέρθηκαν στην υπηρεσία της ανθρωπότητας, αλλά τα πρώτα χρόνια υπήρχε ένα πολύ βασικό πρόβλημα όσον αφορά τη χρήση του ηλεκτρικού ρεύματος. Ήταν γνωστό από τον 19^ο αιώνα πως μπορεί να παραχθεί ηλεκτρισμός αλλά οι προσπάθειες για την αποθήκευση και τη μεταφορά του κατέληγαν σε αποτυχία.

Η πρώτη αξιοσημείωτη έρευνα σχετικά με αυτό το θέμα πραγματοποιήθηκε κατά τη διάρκεια μελετών σχετικά με την ανατομία των ζώων, που είναι ένα πολύ διαφορετικό επιστημονικό πεδίο. Ο Ιταλός επιστήμονας Λουίτζι Γκαλβάνι ανακάλυψε τυχαία κατά τη διάρκεια ενός πειράματος τον βιοηλεκτρισμό, ο οποίος έχει μεγάλη σημασία για την ζωή των έμβιων όντων. Ο Γκαλβάνι γεννήθηκε στην Ιταλία το 1737 και συνέχισε το πατρικό επάγγελμα του ιατρού. Το 1787 κατά τη διάρκεια ενός πειράματος για την ανατομία του βατράχου ανακάλυψε τον βιοηλεκτρισμό και ότι οι ζωντανοί ιστοί συσπώνται χάρη στο ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτή η τυχαία ανακάλυψη αποκάλυψε ότι ο ηλεκτρισμός μπορεί να μεταφέρεται στα έμβια όντα και ότι είναι επίσης δυνατό να αποθηκευτεί στο σώμα. Το σημαντικότερο βήμα στο εν λόγω θέμα έγινε από τον Ιταλό φυσικό Αλεσάντρο Βόλτα. Με βάση το έργο του Γκαλβάνι, ο Βόλτα τοποθέτησε ύφασμα σε αλμυρό νερό μεταξύ ηλεκτροδίων από χαλκό και ψευδάργυρο το 1799 και κατάφερε να παράγει για πρώτη φορά ηλεκτρικό ρεύμα σε εργαστηριακό περιβάλλον. Με τη μέθοδο αυτή, ο Βόλτα απέδειξε ότι μπορεί να παράγει χημικά ηλεκτρικό ρεύμα και ανακάλυψε τη «Βολταϊκή Στήλη», η οποία θεωρείται από τον επιστημονικό κόσμο η πρώτη μπαταρία. Η ανακάλυψη του Βόλτα ήταν επαναστατική για τον τομέα του ηλεκτρισμού. Πολλοί φυσικοί και χημικοί άρχισαν να εργάζονται σε αυτό το πεδίο. Το 1870 εγκαινιάστηκε το πρώτο εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στη Μεγάλη Βρετανία. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είχε τεθεί υπό έλεγχο, αλλά το πρόβλημα της αποθήκευσης και της μετέπειτα χρήσης της δεν είχε ακόμη επιλυθεί πλήρως. Η βολταϊκή στήλη ήταν γνωστή αλλά δεν είχε προτιμηθεί ιδιαίτερα λόγω του μεγέθους και του κόστους της. Η λύση βρέθηκε με τις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Ο Γάλλος φυσικός Γκαστόν Πλαντέ ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε την επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Οι μπαταρίες αυτές που ήταν γνωστές ως συσσωρευτής μόλυβδου-οξέος άρχισαν να χρησιμοποιούνται για πρώτη φορά εμπορικά στα αυτοκίνητα και άνοιξαν το δρόμο μιας νέας εποχής στον τομέα των μεταφορών.

Ο βιοηλεκτρισμός, που ανακαλύφθηκε τυχαία κατά τη διάρκεια ενός πειράματος για την σύσπαση των μυών στο πόδι ενός βατράχου, με τον καιρό άνοιξε το δρόμο για την ανακάλυψη φορητών και επαναφορτιζόμενων μπαταριών. Σήμερα, υπάρχουν μπαταρίες που αποτελούνται από πολλούς και διαφορετικούς τύπους χημικών ουσιών που χρησιμοποιούμε σε πολλούς τομείς, από τα αυτοκίνητα μέχρι τα κινητά τηλέφωνα, από τους φορητούς υπολογιστές μέχρι τα τηλεχειριστήρια. Ωστόσο, κάθε μπαταρία, είτε επαναφορτιζόμενη είτε όχι, έχει μία διάρκεια ζωής. Όταν οι χρησιμοποιημένες και άδειες μπαταρίες στο τέλος απορρίπτονται χωρίς προσοχή, προκαλούν μεγάλη ζημιά στο έδαφος, στα υπόγεια ύδατα και ως εκ τούτου σε όλα τα έμβια όντα λόγω των τοξικών βαρέων μετάλλων που περιέχουν, όπως υδράργυρο, μόλυβδο και κάδμιο. Γι' αυτό οι μπαταρίες δεν πρέπει να καταλήγουν στα απορρίμματα και να ανακυκλώνονται σε ειδικές εγκαταστάσεις.