За эту мысль Беккереля ухватились многие изобретатели. Одному из них удалось добиться особенного успеха. Фамилия его Даниэль[31]. Шесть лет прошло в упорном труде, прежде чем Даниэль сконструировал первый элемент, не подвергающийся поляризации. Успеху Даниэля способствовали знание химии и опыт в конструировании химических приборов. С 1831 года он был профессором химии лондонского Королевского колледжа.
Гальванический элемент Даниэля сделан следующим образом. В глиняный цилиндр наливается раствор серной кислоты, и в нее погружается цинковый цилиндр. Пространство между стенками глиняного цилиндра и внешнего, стеклянного сосуда заполняется раствором медного купороса, в который погружается медный цилиндр. Образующийся при растворении цинка водород проходит через поры глиняного сосуда, вытесняет медь из раствора медного купороса и образует серную кислоту, в то время как вытесненная медь выделяется на медном цилиндре. Убыль меди в растворе пополняется разложением положенных на дно сосуда кристаллов медного купороса.
Но вскоре выяснилось, что элемент Даниэля обладает существенным недостатком: электродвижущая сила его мала; она не превышает 1,1 вольта. Часть электрической энергии тратится в самом элементе на разложение медного купороса.
Английский химик Вильям Грове в 1840 году решил вместо раствора медного купороса применить азотную кислоту, заменив медную пластинку платиновой.
Когда был изготовлен элемент Грове, оказалось, что предположения изобретателя оправдались: электродвижущая сила элемента Грове достигла 1,65 вольта. Оставалось лишь найти вещество, могущее заменить в элементе дорогостоящую платину.
Эту задачу в 1842 году решил знаменитый химик Роберт Бунзен. Вместо платины Бунзен применил в своем элементе очень плотно спрессованный древесный уголь. Действие такого элемента проявилось еще сильнее: электродвижущая сила достигла 1,8 вольта. Но и этот элемент не лишен был недостатков: азотная кислота выделяла удушливые пары; трудно было находиться вблизи работающего элемента. Началась новая полоса исканий и усовершенствований.
В 1843 году женевский физик Август Деларив высказал оригинальную мысль, как избавиться от действия поляризации. Он предложил ввести в элемент в качестве деполяризатора перекись марганца, вещество, очень богатое кислородом. Так как водород жадно стремится соединиться с кислородом, будут достигнуты наилучшие условия работы элемента. Но прошло двадцать пять лет, прежде чем впервые эта идея была осуществлена талантливым парижским химиком Георгом Лекланше. Это произошло в 1868 году[32].
Глиняная пористая банка заполнялась смесью перекиси марганца с кусочками плотного угля, и сюда же вставлялся угольный электрод. Этот пористый сосуд ставился в стеклянный, заполненный раствором нашатыря (хлористого аммония). Сюда же вставлялся цинковый электрод. Элемент Лекланше развивает свою полную энергию в течение короткого времени и затем должен несколько «передохнуть», так как деполяризация в нем совершается довольно медленно. Учитывая эти свойства, элемент Лекланше применяют лишь там, где не требуется непрерывная работа (например, для электрических звонков в квартирах).
Огромный интерес публики вызвал оригинальный «элемент горения» талантливого русского инженера П. Н. Яблочкова. В этом элементе электричество возникало в процессе соприкосновения водяного пара с раскаленным углем. Яблочков указывал, что «элемент горения» может развить неслыханную мощность до 30 квт, т. е. в 100 тысяч раз бóльшую, чем во всяком другом элементе. Но сам изобретатель считал работу над элементом еще не законченной. И после Яблочкова никто его опытов не продолжал.
«Открытие и усовершенствование вторичных элементов» — такую надпись можно было прочесть над следующими витринами Парижской выставки.
Здесь была показана история электрических аккумуляторов. Так стали называться гальванические элементы, обладающие способностью накоплять электрическую энергию при зарядке их током от другого источника и затем возвращать ее во время работы.
32
Жорж Лекланше (1839–1882) — французский инженер, изобретатель гальванического элемента, названного его именем. 8 января 1866 года он создает свою первую батарею — на основе карбоната меди, а позднее в ходе исследований изобретает по-настоящему эффективный марганцево-цинковый элемент. Его изобретение участвует в 1867 году во Всемирной выставке в Париже и внедряется на бельгийских телеграфных сетях и железных дорогах Нидерландов. —