Co je to voltaická buňka?

Voltaická buňka je zařízení vyrobené spojením dvou různých kovů dohromady a ponořením kombinovaného kusu do nějaké tekutiny, která vytváří vodivou atmosféru. Obecným účelem voltaické buňky je převést chemickou reakci mezi kovy a tekutinou na elektrický náboj. Jedním z nejběžnějších příkladů je jednoduše baterie, která se používá k napájení elektrické energie pro zařízení, která nejsou připojena ke zdroji energie centrální sítě.

Základním způsobem práce sopečného článku je využití galvanické techniky. Galvanický voltaický článek se skládá ze dvou kovů, jako jsou měď a zinek, umístěné velmi blízko u sebe. Tento sjednocený kus se potom zakryje slanou vodou, což způsobí elektrochemickou reakci. Klíčem reakce je skutečnost, že kov obsahuje kationty, ionty s více protony než elektrony. Kationty reagují s vodou, která obsahuje anionty, ionty s více elektrony než protony.

Je nutné udržovat oba kovy oddělené malou bariérou. Je to proto, že jeden kov způsobí snížení oxidace uvnitř druhého, zatímco druhý kov zvyšuje oxidaci. Reakce mezi kationty a anionty vytváří výměnu elektronů a tím i vytváření elektřiny.

Když je několik těchto galvanických sopečných článků umístěno v sérii, nazývá se to hromada sopty. Střídání těchto dvou kovů nějakou bariérou elektrolytu může vést k elektrochemické reakci. Pokud jsou oba konce sopečné hromady spojeny, vytvoří se elektrický proud, který pak může být použit k napájení jiných zařízení ve formě baterie.

Jedním z vedlejších účinků sopečné reakce je koroze. Díky pokračující chemické reakci elektronová výměna nakonec způsobí degradaci kovů. To je důvod, proč baterie nakonec vybije, spíše než vydrží navždy.

Použití sopečného článku se datuje do dávných dob díky objevu Bagdádovy baterie v roce 1936, série galvanických článků umístěných ve velkých nádobách od někdy v prvních několika stoletích nl. Technologie baterií však byla modernizována až do práce Luigiho Galvaniho na konci 17. století. Galvani zjistil, že spojením mědi a zinku dokázal vytvořit svaly v křečích žabích nohou. Alessandro Volta vzal tyto informace a přizpůsobil je na hromadu sopek v roce 1800.