カエルの震える足が実は電池の発明につながった？

2024年10月17日、河南科学院化学研究所・学術委員会のホウ・イミン所長は、科学普及中国星空フォーラムの「魅力的な化学：無限の可能性」テーマセッションで「電池の過去と現在」と題する講演を行った。

以下は侯義民氏の演説からの抜粋です。

パート1ライデン瓶からボルタ電池まで：電池の誕生

1745年、オランダのライデン大学の物理学者マゼンブロック教授は、電気実験中にガラス瓶の中に鉄釘を落としました。当初、鉄釘を抜いたらもう電気は通らないだろうと思っていたが、抜いた瞬間にやはりショックを受けた。この予期せぬ発見により、彼はボトルに電気エネルギーを蓄えることができることに気づき、原始的な電気貯蔵装置が誕生しました。この瓶はライデン大学で発見されたため、「ライデン瓶」と名付けられました。

ライデン瓶はヨーロッパで大きな反響を呼び、多くの科学者、特に電気技師が実験やパフォーマンスに使用しました。フランスのパリのノートルダム大聖堂でのパフォーマンスのひとつはとても興味深いものでした。 700人以上の僧侶たちが手を繋いで一列に並んで立っていました。最初の人はライデン瓶を持ち、最後の人は針金を持ちました。放電が起こると、全員が踊り、そのシーンは非常に面白く面白かったです。それは人々に深い印象を残し、電気の力を実感させました。

ライデン瓶の実験が広く普及するにつれて、人々は電気にますます興味を持つようになり、電気を病気の治療や興味深い実験に利用しようとし始めました。 1780年、イタリアの生物学者ガルヴァーニはカエルを解剖する際に、カエルの脚の筋肉と神経をつなぐために2つの金属片を使用しました。彼はカエルの足が震えることを発見した。彼は、これは動物の体内の「生体電気」の存在によるものだと信じていました。

イタリアのパヴィア大学の物理学者ボルタは、ガルヴァーニの論文を読んで詳細な研究を行い、最終的にカエルの足の震えは生体電気によるものではなく、2つの活性金属と活性化学物質の化学反応によって発生した電気によるものであることを証明しました。これが化学動力源の基本原理です。そこで、ボルタは「ボルタ電池」と呼ばれる電池を発明しました。その構成は、電解質を含んだ布を亜鉛ディスクと銀ディスクセットで挟んだだけの非常にシンプルなものです。こうしてボルトは化学電池の真の発明者となり、電圧の単位「ボルト」は彼にちなんで名付けられました。それ以来、電池の開発は急速な発展期に入りました。

第2部電池技術の発展と現代世界におけるその応用

下表は鉛蓄電池、乾電池、ニッケルカドミウム電池などの電池の開発の歴史を示したものです。

1911年に中国は上海に乾電池と蓄電池の工場を設立し、私たち中国人はその頃から電池を使い始めました。科学技術の急速な発展に伴い、電池の応用範囲はますます広がっています。さまざまな分野で重要な役割を果たしている、縁の下の力持ちのような存在です。

それは運輸部門における変革の推進者です。電気自動車の普及により、私たちの移動方法は徐々に変化しています。その中核となる動力源であるパワーバッテリーは、環境に優しく効率的な運転体験をもたらします。これらのバッテリーは大量の電気エネルギーを蓄えることができ、電気自動車に日常の移動や長距離移動のニーズを満たすのに十分な走行距離を提供します。排出ゼロの特性は、空気の質の改善と温室効果ガスの排出削減に大きく貢献します。

電力貯蔵の分野ではキープレーヤーです。電力網システムにおいて、バッテリーは需要と供給のバランスをとる上で重要な役割を果たします。コンデンサは、機器の安定した動作と効率的な動作を確保するために高速応答を必要とする一部の電力電子機器で重要な役割を果たします。

航空宇宙分野における強力なサポートです。太陽電池パネルとバッテリーの完璧な組み合わせが、衛星の継続的な運用の鍵となります。宇宙船の生命維持システムから通信機器、ナビゲーション システムまで、すべての重要なコンポーネントは、信頼性の高い電源を提供するためにバッテリーに依存しています。

それはコミュニケーション分野における重要な推進力です。携帯電話の主要コンポーネントの 1 つはバッテリーです。バッテリーがあれば、いつでもどこでも音声通話、メッセージの送信、インターネットの閲覧が可能になります。通信基地局には、停電などの非常事態においても通信信号の正常な送受信を確保するためのバックアップ電源として大容量バッテリーも搭載されており、社会の情報の流れを守ります。

バッテリーは現代の生活においてかけがえのない役割を果たしています。科学技術の継続的な進歩により、バッテリー技術は革新と発展を続け、私たちの将来の生活にさらなる驚きと利便性をもたらすでしょう。