Az elemek története

A galvánelem

 Arra, hogy miként készíthető elektromos áramot előállító szerkezet, Volta (1745-1827) jött rá 1800 körül Galvani (1737-1798) olasz orvos véletlen megfigyelése alapján.

Az elektromos áram kémiai úton történő előállításának lényege a következő:

A fémek kis mértékben oldódnak a savas vízben úgy, hogy fématomok válnak le róluk és a folyadékba lépnek. Miközben a fématom oldatba megy, nem viszi magával minden elektronját, így néhány elektron hátramarad a fémdarabon.

Ennek következtében a folyadékba merülő fémen megszaporodnak a szabad elektronok, így a fém negatív töltésű lesz.

Ha cink és réz van ugyanazon kénsavas oldatban, akkor a cinken sokkal több elektron gyűlik össze, mint a rézen, a cinknek így jóval nagyobb lesz a feszültsége, mint a réznek.
Galvánelemet olyan anyagból célszerű készíteni, amelyek savas oldatban való oldódási képessége messze van egymástól, így nagy lesz közöttük a feszültségkülönbség (pl. cink és réz).

Ha három Volta-féle elemet sorba kapcsolunk, és az első, illetve harmadik elem szabadon maradt lemezéhez zseblámpát kötünk, azt fogjuk tapasztalni, hogy a lámpa izzásba jön, majd néhány másodperc múlva lassan gyengülni kezd az izzása, míg végül elalszik.

Felmerül a kérdés, hogy miért merül ki ez az elem? 
Ha működés közben megfigyelünk egy Volta-elemet, azt látjuk, hogy miközben az elem áramot fejleszt, gázbuborékok keletkeznek a réz felületén. Emiatt gyengül a Volta-elem árama, a rézlemez felületét ugyanis hidrogéngáz vonja be.

A szárazelem már olyan konstrukció, amely képes kiküszöbölni az elem gyors kimerülését.

A szárazelem 

A szárazelemben cink és szén van. A szén-cink elemben a szénre rakódik le a hidrogén az elem működése közben. Ezt meg kell szüntetni, ha folyamatos áramtermelődést szeretnénk elérni.
Az oxigénben gazdag barnakő jelenti a megoldást. A hidrogén könnyen egyesül az oxigénnel. Ha a szenet barnakővel vesszük körül, az elem működése közben keletkező hidrogén nem juthat el a szénhez, mert útközben egyesül a barnakő oxigénjével.

Így a szárazelem állandó elem.

Az első szárazelemet 1868-ban állította össze Leclanche (Leclanche-féle elem).