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把電帶著走？電池大解密

歐米與小電箱在冒險途中，遇見因為電池沒電正感到困擾的沃米。大家有沒有好奇過，一顆可以拿在手上的小小電池，怎麼擁有驅使器具的能量呢？

伏打利用鋅片、銅片、鹽水片，製造世上第一個電池。

　西元一八○○年左右，人類歷史上誕生了第一顆化學電池，此後透過持續不斷改良，電池改變了我們的生活，讓人類擁有更方便取得的電能。

　舉凡生活周遭的遙控器、手電筒、耳溫槍等，都需要小小的電池來提供它們能量，來穩定的運轉。

　電池是利用化學反應產生電能的裝置。一開始，義大利的伽伐尼醫師發現，當他在實驗中不經意用銅刀碰到鐵盤上要解剖的青蛙時，青蛙的腿會如同被電到一般抖動。

　伽伐尼推測，這是一種由青蛙體內的「生物電」造成的現象。然而義大利物理學家伏打卻認為，青蛙腳會動，是因為兩種不同金屬物質所造成的「化學電」，並因此契機成功研究出世界上第一顆化學電池。

金屬中的帶電粒子如頑皮小孩，會從導線跑到另一塊金屬上，並在移動過程中產生電力。

電解液中的帶電粒子則像和藹的老夫婦，一方面在一端金屬「迎接」電力小童，一方面在另一端整理電力小童離去的窩，讓電力小童可以安心出遊。

帶電粒子　移動補位

　要了解化學電池，需要先知道「電從哪裡來」。電池的電來自金屬上帶有電能量的小粒子，這些粒子能自由自在的走動，如果它們一起往同一個方向移動，就會產生電能。

　伏打利用鋅、銅兩種金屬片中，鋅片上帶電粒子比較活潑的特性，在鋅片與銅片中間蓋了讓帶電粒子方便移動的導線道路。

　這時，原本鋅片上自由自在的帶電粒子，就會迫不及待經由兩金屬片間的導線遷徙到銅片上。透過這些帶電粒子穩定、大量移動的過程，就能夠產生電能。

　不過，要讓帶電粒子安心離開，還需要「電解液」。電解液是能讓帶電粒子穩定移動的道路，最重要的是，電解液中也有一些帶電的粒子，它們跟金屬片上急著趕路的帶電粒子不同，很堅持大家都要一致的「電中性」。

　電解液中這些守秩序的帶電粒子會藉由移動補位，幫忙保持兩邊金屬片的帶電量一致，讓鋅片上的帶電粒子可以安心離開，穩定的在導線中移動。

　伏打透過鹽水當作化學電池的電解液，讓鋅片上的帶電粒子可以毫不猶豫經由導線衝向銅片，產生我們可以利用的電能。

電池設計　不斷進化

　伏打電池出現後雖然讓「用電」方便不少，但它也有攜帶不方便、電解液容易打翻的缺點，後續自然有人持續改良電池。

　像是乾電池的發明，就是為了減少電解液溢出的問題。將電解液加上石墨粉、澱粉及其他化學物質，就可以讓電解液成為糊狀。

　乾電池的電解液中，卻有會腐蝕電池金屬外殼的化學物質，造成電池壽命縮短。所以後來人們再度更換電解液的成分，出現了鹼性電池、鋰電池等發明，以減少金屬腐蝕的情形。

　在電池帶來日常生活的便利後，人們對於電池的需求也相對增加。但如果每個電池只能使用一次，容易造成環境資源的浪費，因此在科學家的努力下，「充電電池」誕生了，像鋰離子電池、鉛蓄電池等，也連帶減少更換電池的麻煩。

　回顧歷史，電池與科技都隨著人們不同的需求而不斷進步，直到現在，電池也都還持續改良呢！

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節目名稱：歐米天空
播出頻道：公共電視
播出時間：每週五晚上六點