一次电池、二次电池和燃料电池历史发展

　　一次电池的发明归功于意大利科学家伏特（Volta），他在1800年3月20日宣布了他的发明。伏特的电池由锌作为阳极，银作为阴极，中间是吸满饱和电解质的隔离纸。1836年丹尼尔发明了第一个实际应用的电池，即著名的丹尼尔电池。这个电池的阴极其是铜片插在硫酸铜溶液中，阳极是锌片插入硫酸锌溶液中，两个溶液之间由多孔隔膜（如素瓷片）隔开。这个电池在铁路上早期用于信号灯。1866年勒格朗日（Leclanche）发明了锌锰电池，他将二氧化锰装入作阴极，以锌为阳极，氯化铵溶液作电解质，这个电池在电池的发展史上是一个重大的转折，这种类型的电池延续使用至今。1888年盖斯南（Gassner）将淀粉加入氯化铵中，制成浆糊状。从此锌锰电池就成为“干电池”，而且导致了本世纪初手电筒的发明，使“干电池”的应用深入到了广大民众的生活之中。本世纪中出现了许多适应于各种不同要求的一次电池，例如以银为阳极，镁为阴极，海水为电解质的水雷电池，它在短时间内提供很高的功率输出；而心脏起搏电池，要求的是小功率、长寿命等。一次电池的种类和数量都有了巨大发展。

　　二次电池也称为蓄电池，是真正的电能储蓄器。1859年由普兰特（Plante）所发明的铅酸蓄电池，在经历了一个半世纪之后，现在看来仍然具有生命力。1896年金格纳（Jungner）发明了镍镉电池，这种电池的比容量和寿命比铅酸电池有了一定提高。爱迪逊（Edson）发明了铁镍电池，曾用于有轨电车的照明电源。银-锌电池是由伏特发明的最早的电池，由于锌沉积时枝晶的会引起内部短路，在很长时间内没有得到实际应用。到了本世纪40年代，恩厥（Andre）等人利用一种隔膜防止短路，才使该电池进入了实用时代。后来又以贮氢合金为阳极，氢氧化亚镍为阴极制成了镍-氢电池。1990年日本索尼公司推出了锂离子电池，该电池具有比能量大，工作电压高（3.6V）等突出特点。

　　燃料电池是一种能量转换装置，它是由英国保险统计员威廉。格罗夫（Willion Grove）于1839年发明的。燃料电池主要是通过氢气和氧气发生化学反应而发电的。1889年蒙德（Mond）和兰结（Langer）报导了他们对格罗夫工作的发展，即用空气代替了氧，用煤气代替了氢。雅克思（Jacques）设计制造了一个庞大的砖结构燃料电池，以碳棒作阳极，空气电池为阴极，熔融氢氧化钠为电解质，输出电压约1V，电流密度约100毫安/平方厘米，此电池连续工作了半年之久。鲍尔（Baure）用碳酸盐作为电解质，碳作阳极，四氧化三铁为阴极，使用权温度升高到1000度左右。但由于高温下电池材料的腐蚀十分严重，因而未能商业化。燃料电池现代纪元的开始是与弗朗西斯（Francis）、培根（Bacon）、爱德华（Edward）、丘思迪（Justi）等人的贡献分不开的。培根于1932年开始进行燃料电池的研究工作，他强调不使用贵金属，相信高温（200度）和高压（约4KPa）能够减少极化，百对于电催化却一无所知。但培根成功的关键在于他无意中使用了电催化技术。1958年8月培根演示了一个5千瓦功率的电池系统，它能够用为一部2吨铲车的动力。此后，燃料电池才有了它的第一个实际应用，即在宇宙飞船中作为辅助动力源，如照明、通信、取暖等。