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バッテリーのイロハ:バッテリーケミストリー

あなたのスマートフォン、ラップトップ、それにラバチューブは電力で作動します。

多様なサイズや能力のバッテリーがありますが、基本的な概念「バッテリーとは電気エネルギーを保存し、そのエネルギーを放出する装置」という点はすべて同様です。

 

バッテリーは近代の発明品と思われがちですが、実は紀元前200年前から使われているのです。

当初、バグダッドバッテリーと呼ばれていたものです。

 

鉄のロッドを銅のシリンダーで囲んだものが粘土の瓶に入ったものが当時のバッテリー。

実際のところバッテリーとして使われていたのかは意見が分かれるところのようですが、瓶の中からアシッドが見つかったこと、レプリカとして作られたものは0.8〜2ボルトの電気を放出するそうです。

 

公式に最初と言われているものはイタリアの物理学者アレッサンドロ・ボルタの発明したバッテリーです。

ボルタの発明は最初の電気化学セルとして名を残しました。

亜鉛製と銅製から成る2つの電極。中の電解質は水または塩水を混ぜた硫酸です。

物質の違いにより、亜鉛のロッドは陰、銅のロッドは陽になります。

「ボルト」という言葉は彼の名前からできたのですね。

 

アレッサンドロ・ボルタのボルタ電堆

 

バッテリーはどのように電気を保持し、放出するのでしょう?

バッテリーは3つの要素から構成されます。

陽極

陰極

電解質

 

簡単に説明しましょう。

バッテリー内で起こる化学反応により、陽極は電子を過剰に蓄積します。

電子は自身を組み替えて陰極の電子に変わりたいのですが、電解質の性質でバッテリー内の陰極に移行することができません。

そこで陽極と陰極の間に伝導性の回路を作って、電子が陰極に移動できるようにしてやるのです。

そのようにして電子が移動することで、電球や電子タバコ、スマートフォンなどが起動するのですね。

陽極と陰極はいずれ電子の交換をしなくなる、すなわち電力の放出をしなくなります。これがバッテリーが“死んだ”ということですね。

充電式のバッテリーは、逆に外からの電力の供給を受けてチャージされます。