響了100億次，放電180年的牛津電鈴，科學家卻不知電池構造

2020-12-27 星辰大海路上的種花家

電池可能是我們最不可缺少的「戰略物資」，畢竟天天捧在手裡，比老婆還親的手機中就有一塊大電池，除了這個以外，乾電池，18650鋰電池，還有電動自行車上的鉛酸電池和工業蓄能中電池，甚至科學上還有深空探測中的核電池！

無疑這些電池都是現代科技的傑作，但無論哪種電池都有一個壽命，不是幾小時，了不起幾天，就是核電池也就幾十年，但筆者今天要給大家介紹一種持續供電180年之久的神秘電池，因為它從1840年被展出以來，一直為一個電鈴供電，按它的振動頻率來看，已經持續打鈴100億次！

牛津電鈴的電池，科學家一臉懵逼

在牛津大學的克拉倫登實驗室裡有一個180多年前的老古董電鈴，被雙層玻璃封在一個封閉的空間中，但請不要以為這是個擺設，它是一個正在工作的電鈴，而且從1840年被購買以來，它一直就在正常工作，請注意，這個電鈴沒有任何電線接到外界，全部的能量來自於內部的兩個乾電池！

克拉倫登實驗室

牛津電鈴的結構組成

這個神秘的電鈴結構非常簡單，兩個電池組成一個串聯的電堆，在兩個電池串聯正中位置懸掛一根細絲，末端吊著一個4毫米直徑的金屬球體，兩個電堆的另一端是半球形黃銅球體，也兼做撐腳，整體結構如下圖：

牛津電流結構圖

當小球碰到一個鈴鐺時，它會被乾電堆充電，然後又被靜電排斥，再另一個鈴鐺吸引，如此反覆形成周期約為2HZ震蕩的敲鈴聲！每執行一個周期，只會有極其少量的電荷從一個鐘罩帶到另一個鐘罩，因此它非常省電！

但我們知道，只要不是永動機即使再省電它仍然是消耗能源的，而從1840年起，到2020年已經連續不斷敲響了180年，而有據可查的資料稱這個電鈴可能製造於1825年！

可能於1825年被製造

那麼從製造的那一天開始到現在，已經過去了195年，試想哪種設備可以用195年？加利福尼亞州利弗莫爾消防站裡1901年被點亮的燈泡，持續亮了119年，人們都已經目瞪口呆，而這次卻是一個自供電的電鈴，因為這個電鈴的電源就是被封在玻璃罩內的兩個神秘電池！

加利福尼亞州利弗莫爾消防站的百年燈泡

到底是什麼電池，能用那麼久？

曾經有人將牛津電鈴作為永動機的典型，畢竟在外人看來，沒有什麼電池能達到連續工作195年之久，絕對超出了人類所能想像的範圍之外，但很明顯作為相信現代科學的科學家來說，永動機是不可能的！

牛津電鈴的電池利用的是靜電排斥吸引原理，因此這個電池是一個高壓電池，由於被熔融的硫塗覆以作絕緣，科學家看不到內部結構，另外由於拆卸擔心讓這個電鈴停止，因此也沒有人敢於承擔這個巨大的責任，因此到現在為止，科學家只能猜測這個電池的結構！

這種電池可能是贊伯尼電堆，這是朱塞佩·贊博尼在1812年發明的一種電池，贊伯尼電堆是一種靜電電池，由銀箔、鋅箔和紙的圓盤疊加構成，一個贊伯尼電堆可能有幾千個這樣圓盤疊加組成，然後在帶有端蓋的玻璃管中壓縮，並浸入熔融硫中進行絕緣！

伯尼電堆

每片圓片的電壓為0.8V，因此這個電池的電壓高達幾千伏，但它能提供的電流只有納安級別，它的內阻極大，即使短路也不會讓其燒毀，而是會逐漸消耗在內阻中！當然科學家並沒拆解電池，牛津電鈴中電池的結構仍然是個謎，關於電池結構的所有結論還是個猜測而已！

能參考改進下現代電池？

假設牛津電鈴的電池是贊伯尼電池，那麼答案是很明顯的，靜電電池不適合作為現代電子設備的電源，而且它那極高的電壓，極低的供電電流，成事不足敗事有餘，因為沒有一個電子設備能接受幾千伏電壓供電，它的出現只會將電子設備擊穿報廢！

延伸閱讀：現代電池的原理

現代應用最廣泛的有兩種電池，一種化學電池，另一種則是核電池，比如鉛酸電池、鋰電池或者液流電池等，都屬於化學能，原理則是電池內部進行氧化、還原等化學反應的結果，乾電池填充的則已經是還原反應用的材料，相當於已經用化學的方式充能了，使用時則是還原反應放電！

無論哪種化學電池，它都有一個自放電現象，也就是即使沒有用電，電池內部也在緩慢的進行放電，這就是電池儲存一段時間後就沒電的原因，無論是鉛酸電池還是鋰電池，都要進行適當的保養，比如隔三差五充個電，用一下電池等等！

還有一種則是利用放射性材料的衰變能產生電能，有兩種方式，一種是熱轉換，放射性衰變會產生熱能，利用熱電效應或者光電效應甚至廢熱推動斯特林發動機工作發電，還有一種則是非熱轉換，它利用衰變時候的電子直接發電，不涉及熱轉換。

核電池結構

熱轉換功率比較大，非熱轉換結構簡單，兩種都有優勢，比如後者可以裝進心臟起搏器，但很抱歉，無法給手機或者汽車供電，不是成本太高就是供電電流太小，它的用途仍然只是在特定場合，比如旅行者一號和二號探測器的電源，還有嫦娥四號月面過夜保溫的核電池等！

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  • 持續響鈴180年,19世紀電鈴至今仍在正常運行,是永動機嗎?
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