Les idées fausses de Galvani sur l’origine de l’électricité dans les êtres vivants ont duré pendant le reste de sa vie, estimant que « l’électricité animale » provenait de la cuisse elle-même. Alessandro Giuseppe Antonio Volta, professeur de physique expérimentale à l’Université de Pavie, fut l’un des premiers des contemporains de Galvani à recréer sa célèbre expérience de la grenouille et partageait au début les mêmes points de vue sur les origines de l’électricité animale. Mais ce que Volta a compris, contrairement à Galvani, c’est que la cuisse de grenouille était à la fois capable de conduire et de garder de l’électricité.

Invention de la pile électrique

Pour le prouver, Volta a fabriqué un dispositif qu’il a baptisé «organe électrique artificiel. » Créé par un empilement alternant des disques d’argent et de zinc séparés par un chiffon imbibé de saumure, cet arrangement a créé un circuit et procéderait à une charge lorsqu’il est connecté par un fil. Ainsi, ce que Volta a écrit à Sir Joseph Banks, le président de la Royal Society de Londres, le 20 Mars 1800 :

.. De cette manière, je continue le couplage d’une plaque d’argent avec une de zinc, toujours dans le même ordre, c’est-à-dire, l’argent et le zinc, ci-dessous, ci-dessus, ou vice-versa, selon comme je l’ai commencé, et s’interposent entre chacun de ces couples un disque imbibé. Je continue à former, de cette manère, une colonne aussi haute que possible sans risque qu’elle tombe.

Alors qu’il avait tenté de reproduire une fonction biologique perçue, Volta a ainsi inventé la pile voltaïque, première pile électrique de monde. Il l’a également amené à découvrir la loi de Volta la force électromagnétique électrochimique d’une cellule galvanique dépend de la différence de potentiel électrique des électrodes. C’est pourquoi un empilement uniquement de disques de cuivre ou d’argent ne peut pas générer un courant.

Les cellules galvaniques s’appuient sur une paire de demi-cellules, chacune avec une électrode différente trempée dans une solution électrolytique pour produire une réaction d’oxydo-réduction et, à son tour, une charge électrique. Contrairement à une cellule d’électrolyse qui nécessite une alimentation électrique pour commencer, la réaction Redox de la cellule galvanique est spontanée. Autrement dit, elle se produit sans impulsion extérieure. En tant que tel, les piles galvaniques ont été initialement utilisées pour alimenter les lignes télégraphiques et des conceptions améliorées sont maintenant souvent utilisé dans les batteries, pH-mètres, et les piles à combustible.

Le début d’autres découvertes

La pile de Volta n’a pas seulement conduit à la fabrication de piles. Cette invention a participé directement à de nombreuses autres découvertes scientifiques majeures. Le 2 mai 1800, deux chimistes britanniques, William Nicholson et Sir Anthony Carlisle réalisent la première électrolyse (celle de l’eau) en utilisant la pile de Volta comme générateur, permettant ainsi d’identifier les deux constituants de l’eau, oxygène et hydrogène. Cette découverte a ouvert la porte à toutes sortes d’électrolyses dont celle de l’aluminium et du cuivre. William Hyde Wollaston a prouvé que l’électricité photovoltaïque et statique sont une seule et même chose. Et seulement deux ans après, Vassili Petrov les utilise pour étudier les arcs électriques.

Pour résoudre le problème de court-circuit, William Cruickshank, professeur de chimie à la Royal Military Academy de Woolwich, a simplement posé la pile de son côté dans une boîte rectangulaire isolée avec des paires de plaques de zinc et de cuivre soudées ensemble. Ces plaques sont espacées de façon égale tout au long de la surface et les cellules sont créées d’un seul bloc par le mélange de l’électrolyte d’acide sulfurique dilué.

Les problèmes de fuite ont également été abordés en 1812 avec l’invention de la pile Zamboni inventé par Giuseppe Zamboni. Construite à partir de milliers de feuilles d’argent et de zinc en alternance, l’oxyde de manganèse l’électrolyte de la pile Zamboni a été maintenu en place avec du miel et le tout comprimé dans un bocal en verre long et isolé en le plongeant dans du soufre en fusion ou de la poix2. Ces piles Zamboni, à l’aide de méthodes plus modernes, ont été fabriquées jusque dans les années 1980 pour produire une tension d’accélération dans les tubes servant aux intensificateurs de lumière, qui trouvent des applications dans le domaine militaire et scientifique.

ça ne s’arrête pas là

L’amélioration la plus fameuse sur la conception originale de Volta date de 1866. Georges Leclanché a constaté que pour une cellule en utilisant une anode en zinc et manganèse cathode / dioxyde de carbone trempé dans un bain de chlorure d’ammonium produirait 1,4 volts, loin de la pile d’origine de 0,4 V et équivalent à une pile moderne alcaline. Avec un punch électrique forte, la cellule Leclanché sèche trouve rapidement son utilisation pour alimenter le début des systèmes téléphoniques. Le seul problème était que la réaction chimique qui alimente le téléphone a également causé la résistance à augmenter et la batterie se décharge rapidement. Le processus s’inverse lorsque la charge est retirée de la cellule, mais cela l’imite l’usage du téléphone à des conversations courtes. La cellule de Leclanché a donné les bases pour les piles sèches modernes que l’on utilise maintenant pour une majorité de nos gadgets.