【TO 編輯部導讀】
隨著電動車、減碳和儲能議題不斷發展，市場對於電池的需求不斷增加。你知道電池最早是怎麼被發明的嗎？發明電池的科學家伏特，竟然是從一隻淡水生物身上獲得靈感。
面對能源轉型的產業現況，對於儲電裝置的需求日益大增。如今的電池體積已縮小至可以讓人隨身攜帶，在科技進展中扮演著重要的角色。
2019 年的諾貝爾化學獎即是頒發給三位研究鋰離子電池的科學家，John B Goodenough、M Stanley Whittingham 和 Akira Yoshino。目前市面上的電池基本上是以金屬作為電子流通的媒介，那你有想過，一開始電池的發想來源竟是從生物身上找到靈感的嗎？
電鰻成為電池始祖
在 1800 年代，義大利的科學家亞歷山卓·伏特（Alessandro Volta），也就是如今電壓單位名稱由來的「伏特」。他觀察到電鰻身上可以發出電力，因此想要模仿電鰻的能力、從電鰻身上得到儲存電力的靈感。
伏特發現電鰻身上發電用的器官是以多個小元件疊合而成，就像是一疊硬幣，因此伏特將多種不同的金屬裁切成硬幣狀的圓盤，並將這些圓盤以不同的順序相互疊加，中間加上鹽水與非金屬物質等介質，希望能由此產生電力。
最終皇天不負苦心人，伏特成功試出將銅盤與鋅盤疊合，中間以沾了鹽水的紙片間隔時，即能產生電力。同時伏特也發現，當疊層越高時，產生的電力也越多。如此的成功讓伏特將他發明的電池稱為「人工電力器官」，誠如現今仿生科技的始祖。
電鰻的發電方式真的跟電池一樣？
然而，即使伏特對於現代儲電裝置發展的貢獻功不可沒，電鰻卻不能算是真正的功臣，因為伏特發明出的發電裝置，其實跟電鰻的發電方式一點關係都沒有。
電鰻發電的方式比起金屬間的相互作用，其實更接近人類的神經系統。如同神經系統傳遞訊息一般，電鰻的發電器官將離子送出半透明的細胞膜屏障，造成膜內外的電荷差，進而產生電流。
電鰻平時用來攻擊獵物的電壓與一般民眾家中的 110 伏特其實相當接近，但實際效用卻大不同。電鰻不會將獵物電死，而是震懾而已，因此雖然能產生 110 伏特左右的電壓，電流卻出奇的小，大約只有 1 安培。
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新型態電鰻發出的電力，讓鋰電池科學家甘拜下風
儘管現今實際的電池發電方式與電鰻不相同，伏特仍然是發明電池的始祖。如同 2019 獲頒諾貝爾化學獎的鋰電子電池，基本的原理也仍與沃爾塔的發明大致相似，仍是利用金屬之間電子的流動產生電力。
為了因應現今科技的要求，科學家們對儲電裝置的期待也越來越針對小體積、大容量。在各界的科學家如火如荼的研究時，反而是生物學家這一方先有了進展。
美國的 Smithsonian Institution 在南美發現了一種新型態的電鰻，可以一次發出 860 伏特的電力，這比之前的金氏世界紀錄保持鰻發出的 650 伏特高出了很大一截，也讓鋰電池的科學家們完全甘拜下風，因為目前單個鋰電子電池能發出的電壓，還只有小小的 4.2 伏特。
看來，即使人類誤打誤撞發現了電力的秘密，要跟上自然界前輩的腳步，還有很長一段路要走。
*本文開放合作夥伴轉載，資料來源：《Fast Company》、《BBC News》。首圖來源：Unsplash。
（責任編輯：廖紹伶）
