公元1899年夏季的一天,在美国卢维林园的西奥伦治研究所里,科学家爱迪生正主持关于改良发电机的会议。 “同样是提供电源,既然研究发电机没有进展,我们为什么不研究蓄电池呢?” 爱迪生很清楚,电灯、电话、电报等电器,没有电,就成为一堆废铁。当时,电的来源主要有两种,一是蓄电池,二是发电机。自从法拉第发明发电机后,各国科学家都在想方设法对发电机进行改良,以期运用于蓬勃发展的汽车事业上,爱迪生也不例外。 “发电机可以让电动汽车行驶很远,蓄电池不可能。”一位助手说。 “如果有一种让电动汽车跑100英里的蓄电池就好了!”爱迪生突然说道。 “那不可能。蓄电池最多可让电动汽车跑5英里。”一位技术人员说。 “没什么不可能的。我们先研究蓄电池,发电机缓一缓。”爱迪生摊出双手。 “听说很多人都研究过蓄电池,但最终都失败了。”技术人员接着说。 “失败正是我想要的,它与成功一样重要。只有我在知道一切做不好的方法后,才能知道做好一件工作的方法是什么。”爱迪生斩钉截铁地说。
美国发明大王爱迪生(网络图) 屡败屡战的实验 爱迪生喜欢奇思妙想,也喜欢把奇思妙想付诸实践,这可能是他一生能拥有一千多项发明专利的主要原因吧。这次会议后,他调整研究方向,决定发明一种供电动汽车长久行驶的蓄电池。 在当时,电池已经有一百年历史。公元1799年,英国人伏打在偶然中发明了湿电池;18年后,英国科学家赫勒森发明了干电池;1860年,法国科学家 普朗泰发明了可以反复充电的电池,被称为蓄电池。这种蓄电池很受市场欢迎,已经运用到火车、潜艇上。但在当时,它的缺点也很明显:虽然铅和硫酸进行化学反 应产生电,但电力非常有限;硫酸的腐蚀性太强,铅被腐蚀之时,也是电量耗尽之时。 对症下药,爱迪生决定从两方面入手,一是找一种碱性溶液来代替蓄电池里的酸性溶液;二是找一种或几种化学物质来代替铅,此类物质要适合与碱性溶液发生化学反应。 知易行难。从此时开始,爱迪生陷入没日没夜的研究工作中。一天,一个朋友来拜访爱迪生。爱迪生正坐在实验室前,桌上摆满试验用的小电池。当时试验已经 失败了九千次。朋友惋惜地说:“你花这么大力气,是不是没有结果呀。”爱迪生笑着说:“有结果。结果就是,我至少知道有几千样物质不能代替硫酸!” 每次实验要准备大约400份大小不一的水、碱性溶液等液体,试剂杯根本不够用。想来想去,爱迪生干脆用敞口酒杯代替。由于反复倒来倒去,每次试验至少 要打破90%的敞口酒杯。某次试验失败后,助手懊丧地说:“尊敬的爱迪生先生,我们所有的酒杯都打破了,还能做什么?”爱迪生望着一堆玻璃屑,坚定地说: “我们还能做的事儿,就是再弄400只敞口酒杯。到我妻子那里支钱吧!”
早期正在充电的电动汽车(网络图) 爱迪生具有超乎常人的精力。不知过了多少个日日夜夜,也不知攻破了多少个难关,他终于在蓄电池研究上找到了突破口:用烧碱(即氢氧化钠)代替硫酸溶液,用镍和铁代替铅。 这种电池的优点有三,一是不易腐蚀,二是耐震,三是延长了使用寿命。 接二连三的转折 好景不长。这种新型的镍铁碱蓄电池刚上市不久,爱迪生就听说电池有漏电现象。一贯作风严谨的他毅然关闭工厂,停止生产,重新开始。 试验再次进入拉锯战。到1905年,爱迪生已经进行了10296次镍铁碱电池试验;1906年、1907年又过去了,成功仍然遥遥无期。当妻子提出暂时放弃镍铁碱电池的研究时,爱迪生摇摇头,坚定地说:“得不到我所需要的,我永不停止。” 1909年夏季,也就是距第一次电池讨论会议的第十年个年头,爱迪生带领团队终于克服了镍铁碱电池漏电的现象,发明了一种最新型的镍铁碱电池。这种电池可以让汽车跑100英里以上。
新型蓄电池让电动汽车行驶了100英里(网络图) 上天开了一个不大不小的玩笑。正当爱迪生决定大规模生产镍铁碱电池时,营销人员在会议上报告,汽油提炼技术大大提高了,市场上汽油短缺的情况已经缓解了;两相比较,汽油比镍铁碱电池更适合于汽车。 正当爱迪生表示无奈时,事情又发生了戏剧性的变化。镍铁碱电池在市场上崭露头角后,受到商家的极大关注,因为世界上需要这种经久耐用电池的地方太多 了。很快,矿工戴的照明灯,海洋浮标上的灯,铁路上的信号灯等都用上了镍铁碱电池;而福特公司的老板亨利·福特专门向老朋友爱迪生下了一笔订单,坚持让一 部分T型车用镍铁碱电池。 此后,爱迪生又把精力从电池的研究上转移到发电机的改良上,不过电池的发展速度并没因此而放缓。 1971年,“太阳能光伏之父”奥维辛斯研制出金属氢化物镍电池,也就是现在通常所说的镍氢电池。镍氢电池不但生产成本低,而且电容量高,环境污染 小,将电池引领到一个全新的时代。目前,市场上有二十多种不同类别的电池,镍铁碱电池依然占有一席之地。为了纪念这位不辞辛苦的发明家,人们便把镍铁碱电 池叫作“爱迪生蓄电池”。
不同型号的蓄电池(网络图) (作者:魏德勇) |
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