الکتریسیته،بخشی جدایی ناپذیر از زندگی مدرن

الکتریسیته... بخشی جدایی ناپذیر از زندگی مدرن است و امروزه زندگی بدون برق به عنوان آخر زمان توصیف می‌شود. الکتریسیته که هزاران سال است به طور آزاد در طبیعت یافت می‌شود، با آزمایش معروف بادبادک دانشمند بنجامین فرانکلین، که یکی از بنیانگذاران ایالات متحده و همچنین رئیس جمهور ایالات متحده محسوب می شود، به نقطه عطفی در زندگی مدرن تبدیل شد. در حالی که اطلاعات مربوط به جریان الکتریکی در آزمایش فرانکلین یافت شد، توسط دانشمندان مختلف در طول زمان توسعه یافت و در اختیار بشر قرار گرفت، اما یک مشکل اساسی در مورد استفاده از برق در سال های اول وجود داشت. نحوه تولید برق از دهه 1800 شناخته شده بود، اما اقدامات انجام شده برای ذخیره و حمل و نقل آن بی نتیجه بود.

اولین تحقیق قابل توجه در مورد این موضوع در طول مطالعات زیست شناسی حیوانات انجام شد که یک زمینه بسیار متفاوت است. دانشمند ایتالیایی، لوئیجی گالوانی، بیوالکتریسیته را که برای بقای موجودات زنده اهمیت زیادی دارد، به طور اتفاقی طی آزمایشی کشف کرد. گالوانی که در سال 1737 در ایتالیا به دنیا آمد و مانند پدرش حرفه پزشکی را برگزید، طی آزمایشی که در سال 1787 در زمینه زیست شناسی قورباغه انجام داد، به طور اتفاقی بیوالکتریسیته را کشف کرد و متوجه شد که بافت های زنده توسط جریان الکتریکی حرکت می کنند. این کشف تصادفی نشان داد که الکتریسیته را می توان در موجودات زنده حمل کرد و همچنین امکان ذخیره آن در بدن وجود دارد. مهمترین قدم در این زمینه توسط فیزیکدان ایتالیایی الساندرو ولتا برداشته شد. ولتا بر اساس فعالیتهای گالوانی، در سال 1799 پارچه آغشته به آب نمک را بین فلزات مس و روی قرار داد و برای اولین بار موفق شد جریان الکتریکی را در محیط آزمایشگاهی به دست آورد. ولتا با اثبات اینکه با این روش می توان به صورت شیمیایی نیز الکتریسیته تولید کرد، «باتری ولتاژی» را کشف کرد که اولین باتری در دنیای علم محسوب می شود. کشف ولتا در زمینه الکتریسیته راهگشا بود. بسیاری از فیزیکدانان و شیمیدانان در این زمینه شروع به کار کردند. در سال 1870 اولین نیروگاه در انگلستان افتتاح شد. دیگر تولید برق تحت کنترل بود، اما مشکل ذخیره سازی و استفاده بعدی هنوز به طور کامل حل نشده بود. باتری ولتاژی شناخته شده بود، اما به دلیل اندازه و هزینه آن چندان مورد توجه قرار نگرفت. راه حل با باتری های قابل شارژ پیدا شد. گاستون پلانته فیزیکدان فرانسوی اولین باتری قابل شارژ را کشف کرد. این باتری ها که با نام باتری های سرب اسید شناخته می شوند، برای اولین بار به صورت تجاری در خودروها مورد استفاده قرار گرفتند و دری را به سوی عصر جدیدی در صنعت حمل و نقل باز کردند.

بیوالکتریکی که به طور تصادفی طی آزمایشی برای فعال کردن ماهیچه های پای قورباغه کشف شد، راه را برای کشف باتری های قابل حمل و قابل شارژ در طول زمان هموار کرد. امروزه باتری‌هایی از انواع مختلفی از مواد شیمیایی تشکیل شده‌اند که ما در بسیاری از زمینه‌ها از خودرو گرفته تا تلفن همراه، از لپ‌تاپ تا کنترل از راه دور استفاده می‌کنیم. با این حال، هر باتری، چه قابل شارژ و چه غیر قابل شارژ، طول عمری دارد. هنگامی که باتری های پایان عمر به طور اتفاقی دور ریخته می شوند، به دلیل فلزات سمی مانند جیوه، سرب و کادمیوم که در آنها وجود دارد، آسیب زیادی به خاک، آب های زیرزمینی و در نتیجه انواع موجودات زنده وارد می کنند. به همین دلیل باتری های ضایعاتی نباید دور ریخته شوند و باید تحت امکانات ویژه بازیافت شوند.