丹尼爾電池是一種銅鋅電池,它在兩種金屬之間使用一個多孔的屏障。它是由英國化學家約翰·弗雷德里克·丹尼爾于1836年發明的。它曾在歐洲電報業廣泛使用,但在19世紀末被更現代的電池設計所取代。今天,它主要用于教室為了...
丹尼爾電池是一種銅鋅電池,它在兩種金屬之間使用一個多孔的屏障。它是由英國化學家約翰·弗雷德里克·丹尼爾于1836年發明的。它曾在歐洲電報業廣泛使用,但在19世紀末被更現代的電池設計所取代。今天,它主要用于教室為了演示電池是如何工作的。

硫酸銅,用于制造丹尼爾電池。意大利科學家亞歷山德羅·沃爾塔于1800年發明了這種電池。他的設計使用了一列交替的鋅和銅圓盤,在每一塊金屬之間堆放一塊浸透鹽水的硬紙板。這種電池堆曾用于許多電氣實驗,但電池壽命不到一個小時,沒有實際的工業應用。丹尼爾修改了沃爾特的設計,創造了一種壽命更長的電池,使其能夠投入實際使用Daniell電池和Volta電池的原理是一樣的。一種叫做電解液的液體溶質,在Volta的設計中,金屬板之間的鹽水開始將鋅和銅溶解成帶正電的離子。當這些離子離開金屬時,自由電子留在后面。鋅的溶解速度比銅,這意味著鋅很快就含有更多的電子。如果用導線連接兩塊金屬,電子將通過導線從鋅遷移到銅,從而產生電流。如果鋅和銅溶解在同一電解液中,就像在電池中一樣,兩個過程將縮短電池。如果在沒有電的情況下儲存,電解液中的銅離子會被吸引到帶負電的鋅端子上。這些離子將與鋅中的電子結合,中和其電荷。最終,鋅將不再被溶解這個過程被稱為
還原。另一個電池死亡過程發生在電流被抽出時。鋅離子將把電解液中的氫推向銅,氫在銅表面積聚,最終阻止電流的流動。這個過程被稱為
極化。丹尼爾電池它是針對鋅還原和極化這兩個問題而設計的。它通過將鋅和銅隔離在單獨的電解液中來解決這些問題,一個無釉的陶器容器可以裝滿硫酸和浸在里面的鋅,然后把容器放在一個裝滿硫酸銅的銅罐里。陶瓷屏障將鋅和銅保持在相反的一面,這樣可以防止鋅離子向銅輸送氫氣,防止極化。它還能使銅離子遠離鋅,防止鋅還原。丹尼爾把他的電池稱為恒定電池,因為它能防止極化。屏障上的孔確實允許帶正電荷的硫酸根離子從銅側流向鋅側。這就平衡了電路完成時電子從鋅到銅的流動丹尼爾電池產生的電勢被稱為
volt。現代伏特的值略有不同;丹尼爾電池產生的電壓約為當今的1.1伏,內阻約為2歐姆。