[科普中国]-伏打堆

伏打电堆（Voltaic pile），又名伏打堆，是最早出现的化学电池。

简介伏打电堆（Voltaic pile），又名伏打堆，是最早出现的化学电池，是在1800年由意大利物理学家亚历山大·伏打伯爵发明。

伏打电堆由很多个单元堆积而成，每一单元有锌板与铜板各一，其中夹着浸有盐水的布或纸板。伏打电堆每个单元可以产生0.76V的开路电压，拥有六个单元的伏打电堆其开路电压大约是4.56V。

定义由伏打制作的“伏打堆”被认为是第一种电化学电池。它包括两个电极：一个是锌，一个是铜。电解液可以是稀硫酸或海水卤水。电解液中存在的物质是2H+和SO42-离子。锌比铜和氢在电化学顺序更靠前，所以锌棒为负极，铜棒为正极。在锌电极上，锌失去电子成为Zn2+离子，在溶液中带正电的氢离子（质子）从铜电极捕获电子，形成氢气泡（H2）。因此，当两个电极相连时会产生电流。伏打电池的化学反应式如下：

锌

Zn→Zn2++ 2e-

硫酸

2H++ 2e-→H2

铜不参与反应过程，它只用于导电。

这种电池有个缺点，就是它并不安全，即使使用了稀硫酸也可能会有危险。另外，因为氢气附着在铜电极表面不会被释放，形成了金属和电解质溶液之间的屏障，所以电池的功率会随着时间的推移而减小。

伏打和路易吉·伽伐尼路易吉·伽伐尼用两种不同的金属相连，然后和青蛙的腿相接触，发现青蛙的腿产生运动，他称这一现象为生物电。伏打意识到青蛙的腿既是电的导体（即是我们现在所说的电解质）也是电流的检测器。他把青蛙的腿换成盐水浸泡过的纸，并用其它方法检测电流。他发现了原电池（用电解质隔开的两个由不同的金属制成的电极形成）的电动势等于两个电极电势之的差的定律（两个由相同金属制成的电极之间的电动势为0）。这被称为电化学的伏打定律。1

1800年，由于不同意伽伐尼所提出的电的产生原理，伏打发明了伏打堆，也就是最初的电池，其可以产生稳定的电流。伏打发现锌和铜是产生电力最有效的一对不同的金属。起初，他在装满盐水的高脚杯中浸入两个不同的电极，并将它们串联起来，后来，他将高脚杯换成浸泡在盐水中的纸板。

参见电化学电池

贾凡尼电池

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所