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,科学家爱迪生正饶有兴趣地与研究人员们讨论关于发电机研制的相关问题。研究所共100多人,有科学家、工程师、技术人员、工人等;许多重大发明如打字机、电灯、X光透视机等就是靠这个集体完成的。爱迪生把电灯推广到纽约等城市后,便带着研究所人员投入到发电机的改良中。他们为此开了好几次会。

“如果有一种不充电就能让车跑100英里的电池就好了!这样我们就不用研制发电机了。”爱迪生突然说道。

“那不可能。充电电池最多可让车跑5英里,并且还容易引发事故。”一位技术人员说。

“没什么不可能的。难道研究电池比改良发电机还难?”爱迪生摊出双手。

“这个倒不知道。不过听说很多人都研究过电池,但都以失败告终。”

“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。

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的主要原因罢。这次会议后,他调整方向,决定发明一种供汽车长久行驶的蓄电池。爱迪生细细地梳理电池的历史,居然发现电池已经诞生了一百年。公元1799年,英国人伏打在偶然的机会发明了湿电池;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。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目前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。他正坐在实验室前,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!”

 

 

做这些实验,用量最大的是敞口酒杯,每次都要用400只,每次至少打破90%。某次试验失败后,助手指懊丧地说:“尊敬的爱迪生先生,我们所有酒杯都打破了,还能做什么?”爱迪生望着大堆玻璃屑,坚定地说:“我们还能做的事儿,就是再弄400只酒杯。到我妻子那里支钱吧!”

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。

好景不长。这种新型蓄电池正式上市不久,爱迪生就听说会电池有漏电现象。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次碱性电池试验;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碱性电池的研究时,爱迪生摇摇头,坚定地说:“得不到我所需要的,我永不停止。”时间进入1909年夏季,也就是第一次关于电池的会议的第十年,爱迪生带领团队终于克服了碱性电池漏电的现象,发明了一种最新型的碱性蓄电池。这种一次性蓄电池可以让汽车跑100英里以上。

上天和爱迪生开了一个不大不小的玩笑。正当他决定大规模生产这种碱性电池时,营销人员在会议上报告,汽油已经开始走俏市场,汽车很快就不再需要电池。爱迪生无奈地耸耸肩。

 

 

事情又发生了戏剧性的变化。爱迪生发明的碱性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爱迪生发明的碱性电池;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T型车用这种碱性电池。

爱迪生很快便投入到有声电影改良工作中,对镍铁碱性电池不再关注。世界永远在进步。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,镍铁碱电池占了一席之地。为了纪念这位不辞辛苦的发明家,人们便把镍铁碱电池叫做“爱迪生蓄电池”。

本作品为“科普中国-科技创新里程碑”原创 转载时务请注明出处

 

发明大王举世贡献之镍铁碱电池

图文简介

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的主要原因。