Svítidla na baterie – Část 1 (Nejstarší galvanické články a první elektrická svítidla)
-- PhDr. Jitka Lněničková -- Někdy šátráme potmě ve stanu, v autě, na chalupě po „baterce“, abychom s naprostou samozřejmostí rozsvítili, ale jen málo dnes běžně víme o tom, jak dlouhý a poměrně složitý byl vývoj kapesní svítilny. V zapomnění upadlo už i to, že to byly právě elektrochemické zdroje elektrické energie, které stály na počátku rozvoje všech elektrických svítidel. A tak než se budeme věnovat současným kapesním svítilnám, je nutné se vrátit daleko do minulosti.
Bagdádská baterie
Ve 30. letech 20. století bylo při vykopávkách v Iráku nalezeno několik podivných předmětů, o jejichž účelu se mezi odborníky dlouho diskutovalo. Zdálo se totiž až příliš neuvěřitelné, že by mohlo vůbec jít o to, co předmět nejvíce připomínal. Tyto hliněné zaoblené láhve výšky přibližně 15 cm totiž skrývaly měděný válec sletovaný olovem a železnou tyčinku, které v ní byly utěsněny asfaltem. Podivné Podivné předměty pocházely z doby mezi lety 248 př. n. l. a 225 n. l. a podobaly se nejvíc – galvanickým článkům. To, že skutečně o galvanické články jde, bylo nakonec prokázáno při pokusech s modelem této podivné láhve. Když byla totiž replika naplněna vinným octem (později byly provedeny i pokusy s grapefruitovým džusem), dokázala vyvinout napětí 1,5 V (resp. 0,85 V). Bylo tedy prokázáno, že jde o zdroj stejnosměrného elektrického proudu, a začalo se psát a hovořit o bagdádské baterii. Zatím ale přetrvávají dohady o tom, k čemu byly tyto baterie používány, někdy
se píše o léčebných metodách, jindy o galvanizaci (pozlacování) kovových předmětů. Možná šlo i o svítidla, ačkoliv tato teorie se zatím jeví jako nejméně pravděpodobná. Není známo ani, zda šlo o předmět používaný i v jiných oblastech, ani to, zda povědomí o tomto vynálezu přežilo další staletí. Jisté ale je, že Volta nebyl první.
Voltův sloup
Novodobé dějiny galvanického článku se začaly psát až na počátku 90. let 18. století, kdy se italský fyzik Alessandro
Volta (1745–1827) dozvěděl o pokusech s žabími stehýnky, která se stahovala při zásahu statickou elektřinou (kovový skalpel) a později i při pokusech s bimetalickým obloukem. Jev byl pojmenován galvanismus podle jiného Itala, lékaře Luigiho Galvaniho (1737–1798), který jev objevil a popsal. Galvani se domníval, že nalezl „živočišnou elektřinu“. Jiného názoru byl ale Alessandro Volta, který měl již tehdy za sebou dlouhá léta pokusů s elektřinou. Při dalších svých pokusech dokázal, že nejde o elektřinu živočišného původu, ale o reakci kovů, a jev nazval na počest jeho objevitele – galvanický proud.
V závěru 18. století Volta na základě těchto pokusů dospěl k sestrojení prvního moderního elektrického článku – Voltova sloupu, který poprvé představil v roce 1800. A galvanický článek se stal dobovou senzací. Voltovým obdivovatelem byl i Napoleon Bonaparte a sám Volta se dočkal mnoha poct.
U Voltova sloupu šlo o oválnou nádobu, ve které byly na sobě položeny kruhové zinkové a měděné články proložené plátky
kůže (textilu), jež byla provlhčena kyselým roztokem (elektrolytem), a spojeny do série. Když se spojily měděný koncový pól
na jedné a zinkový pól na druhé straně válce, procházel vodiči elektrický proud. Volta dosáhl ve svém válci napětí až 24 V. Voltův sloup měl ale jen omezenou životnost, jeho výkon s vysycháním roztoku rychle klesal. Byl to ale rozhodně první oderní
funkční galvanický článek. Na Voltovy pokusy navázali další, kteří se pokoušeli o jeho zdokonalení. Cesta k elektrickému světlu byla otevřená.
První použitelné mokré články
V prvních dvou desetiletích 19. století byly mokré články postupně zdokonalovány. Již v letech 1801 až 1802 vynalezl
skotský chemik William Cruickshank (1745–1805) první elektrickou baterii, při jejíž konstrukci použil vedle sebe posazené Voltovy sloupy a později destičky (tzv. anglická baterie). Tato baterie byla již použitelná v praxi a stala se předmětem určité
„hromadné“ výroby. Samotné slovo baterie však použil již o mnoho desetiletí dříve před Cruickshankem americký přírodovědec Benjamin Franklin (1706– 1790), když v 60. letech 18. století vytvořil soustavu 35 leydenských lahví.
Zhruba v téže době, v roce 1802, předvedl anglický chemik Humphry Davy (1776–1829) v Londýně pokus s platinovým
drátem, který se rozžhavil a rozsvítil, když jím procházel elektrický proud. Za zdroj elektřiny mu sloužily právě galvanické
články. O osm let později tentýž muž předvedl další úspěšný pokus s elektrickým obloukem mezi dvěma uhlíky.
Oblouk vydával vydatné světlo a Davy se začal problematikou systematicky zabývat. Elektrickým zdrojem mu byly různé
galvanické články. Davyho pokusy byly inspirací pro další vědce a vynálezce, kteří se věnovali vývoji světelných zdrojů i galvanickým článkům.
Teoreticky a prakticky se elektrochemii systematicky věnoval i francouzský přírodovědec Antoine César Becquerel (1788–1878), jehož některé myšlenky přispěly ke zdokonalení galvanických článků. A vědce okouzlené elektřinou a galvanickými
články bylo možné na počátku 19. století najít téměř ve všech zemích. Většina z nich se zabývala vývojem mokrých článků, i když někteří z nich již zhotovili i funkční suché články (těm bude pozornost věnována později). Z těch, kdo přispěli k vývoji mokrých článků, lze zmínit třeba amerického přírodovědce Roberta Hareho (1781–1858), který v roce 1809 sestrojil galvanický článek z velkých měděných a zinkových desek a podstatně tak zvýšil jeho výkon. Dále zde je švýcarský přírodovědec Jean André de Luc (1727– 1817), který v roce 1809 vyrobil variantu Voltova sloupu, přičemž použil baterii 300 zinkových kotoučů proložených z jedné strany pozlacenými papírky navlhčenými kyselinou. Rovněž je třeba se zmínit o německém fyzikovi Johannu Wilhelmovi Ritterovi (1776–1810) a jeho Ritterově sloupu sloupu, který bylo jako první možné nabíjet. Vynalezl jej v roce 1803, ale sloup byl dlouho používán pouze při laboratorních pokusech, na své využití v praxi akumulátor (sekundární článek) čekal ještě několik desetiletí po smrti svého vynálezce.
Pokračování článku naleznete v tištěné verzi časopisu Světlo 05/2012.