Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
» ダニエル細胞操作

ダニエル細胞操作

1836
  • John Frederic Daniell
電気化学実験室のセットアップで、銅と亜鉛の電極を備えたダニエルのセル。.

(画像はイメージです)

ボルタ電池を改良したダニエル電池は、多孔質隔壁で隔てられた、硫酸銅(II)溶液中の銅電極と硫酸亜鉛溶液中の亜鉛電極から構成されています。この2流体構造により、銅電極上での水素ガスの蓄積(分極)が防止され、より安定した信頼性の高い電圧源を長期間にわたって得ることができます。

ダニエル電池は、ボルタ電池の主要な問題である分極を巧みに解決しました。ボルタ電池では、銅カソード上に水素気泡が発生し、カソードを絶縁して電流を遮断していました。ダニエル電池の設計では、2つの半反応を物理的に分離しています。通常、中央の亜鉛アノードが硫酸亜鉛溶液に浸されており、この溶液は素焼きの陶器の容器に収められています。この多孔質の陶器の容器は、銅製の缶の中に設置され、この缶が電池のカソードとして機能し、硫酸銅溶液で満たされています。

多孔質の障壁はイオンが通過して電荷中性を維持することを可能にするが、溶液が自由に混ざり合うのを防ぐ。陽極では亜鉛が酸化される:[latex]Zn rightarrow Zn^{2+} + 2e^-[/latex]。陰極では、水素イオンが還元される代わりに、硫酸銅溶液からの銅イオンが還元され、銅電極上に析出する:[latex]Cu^{2+} + 2e^- rightarrow Cu[/latex]。

陰極でガスが発生しないため、分極の問題が解消されます。これにより、約1.1ボルトという非常に安定した一定の電圧が得られ、ダニエル電池は真に実用的な最初の電池となりました。その信頼性は、19世紀の新しい電気産業、特に長距離通信に安定した電源を必要としていた電信にとって極めて重要でした。

UNESCO Nomenclature: 2203
電気化学

タイプ

物理デバイス

混乱

実質的な

使用法

廃止

前駆物質

  • アレッサンドロ・ボルタのボルタ電池は、分極の問題を浮き彫りにした。
  • マイケル・ファラデーの電気分解の法則は、電気化学反応を定量化した。
  • イオン溶液と塩に関する理解の向上
  • 分離器として使用するための多孔質セラミックスの開発

アプリケーション

  • 初期の電信網の電源
  • ドアベルや初期の電話システムに電力を供給する
  • 校正用の実験室電圧標準として使用される
  • 電気鋳型および電気めっき産業

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

ボットによるトラフィック(現在1日あたり4万件以上)を排除するため、このコンテンツはコミュニティメンバー限定となっています。
> ログイン < または > 登録 < (100%無料)でこれにアクセスできます。他のすべての制限付きコンテンツとツールも同様です。

関連キーワード:ダニエル電池、ガルバニ電池、電気化学、分極、多孔質バリア、硫酸銅、硫酸亜鉛、電圧標準。

歴史的背景

ダニエル細胞操作

1831
1833
1834
1836
1839-01-01
1842
1847
1831
1832
1834
1835
1838
1841
1845
1850

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

関連する発明、革新、および技術原理

フルサイズの画像とダウンロードは、登録会員のみが100%無料で利用できます。