ایران مخترع اولین باتری جهان بود/ ساخت باتری بغداد در دوره اشکانیان
به گزارش موتورسیکلت نیوز، باتری اشكانيان كه تحت نام‌های «باتری پارتيان» و بعضا «باتری بغداد» در سطح جهان شناخته مي‌شود، در سال 1936 توسط «ويلهلم كونيگ» در منطقه «خواجه ربو» در نزديكي بغداد – حوالی شهر باستانی تيسفون – كشف شد.
فرضيات ارائه شده در زمينه يافته‌های باستان شناسان همگی بر اين مطلب صحه گذاشته‌اند كه اين مجموعه در راستای كاربردهای الكتروشيميايی از جمله آبكاری فلزات ساخته شده كه كشف ظروف آبكاری شده در حوالي محل كشف اين باتری موئدی بر اين مطلب است. يافته‌ای كه به نوبه خود از يك جهش علمی تاريخی حكايت دارد.
يكی از دانشجويان مهندسی شيمی دانشگاه صنعتی شريف چند سال پیش با ساخت مدلي واقعی از پيل اشكانی براساس يافته‌های باستان‌شناسی و شبيه‌سازی اجزای مختلف آن، كارايی اين باتری را در توليد جريان الكتريكی به‌طور عملی تست كرده و به نمايش گذاشته است.
امين طاهری نجف‌آبادی درباره پيل اشكانی و شواهد تاريخی درباره كاربری آن می‌گوید:
باتری كشف شده شامل يك كوزه سفالی تخم‌مرغي شكل به ارتفاع 14، قطر 8 و دهانه 3/3 سانتي‌متر است كه يك ميله آهنی به طول 5/7 سانتي‌متر به‌صورت عمودی در قسمت ميانی قرار دارد و نقش قطب منفي باتری (آند) را بر عهده دارد. در اطراف اين ميله آهنی يك استوانه مسی به طول 8/9 و قطر 6/2 سانتي‌متر قرار گرفته كه به كمك قير در جای خود محكم شده است. در قسمت دهانه باتری از قير براي آب بندی باتری استفاده شده است.
عضو انجمن فن‌آوری‌های بومی ايران خاطرنشان كرد: كشف اين اشيا، باستان شناسان را به بررسی فرضيات موجود برای اين اشياء برانگيخت كه منجر به ارائه فرضياتی در مورد كاربرد اين مجموعه جهت توليد جريان الكتريكی (فرضيه منبع نيرو)، آبكاری طلا بر روی ديگر فلزات (فرضيه آبكاری طلا) و استفاده در درمان امراض با شوك الكتريكی (فرضيه كاربرد پزشكی) شده كه همگی مويد كاربری اين مجموعه در مصارف الكتروشيميايی است.
وی كه در تحقيقات خود هر سه فرضيه را بررسی كرده است، درباره فرضيه استفاده از پيل اشكانی به‌عنوان منبع نيرو گفت:
جهت بررسی اين نظريه ابتدا لازم است كه عملكرد يك سل گالوانی را بررسی كنيم. آرايش ميله‌های آهنی و استوانه مسی تشكيل سل گالوانی را می‌دهد كه در آن ميله آهنی‌اند و استوانه مسی كاتد است. احتمالا كوزه سفالی تنها جهت نگهداری اين مجموعه به‌صورت عمودی بوده است، با اتصال دو الكترود به يكديگر و پركردن استوانه مسی با يك الكتروليت مناسب چنين ساختاری قادر به توليد جريان الكتريكی است.
طاهری نجف‌آبادی در پاسخ به اين سوال كه پارتيان چگونه ميله آهنی و استوانه مسی را به هم وصل كرده و از چه محلول الكتروليتی استفاده می‌كرده‌اند، گفت:
آن چنان كه توسط باستان شناسان گزارش شده است، ميله‌های سيمی شكل برنزی يا آهنی كه در نزديكی محل مورد بررسی يافت شده‌اند، می‌توانسته‌اند نقش اتصال را بازی كنند. درباره الكتروليت احتمالي هم در طول زمان محققين و نظريه‌پردازان گزينه‌های بسياری را پيشنهاد داده‌اند كه محلول‌های مس، سركه، شراب و آبليمو در زمره اين حدسيات هستند. با در نظر گرفتن اين واقعيت كه استيك اسيد و سيتريك اسيد به خوبی براي آن‌ها شناخته شده بوده است، می‌توان فرض كرد كه احتمالا از اين محلول‌ها استفاده می‌شده است.
وي در پاسخ به اين سوال كه چنين باتری‌ایی با تكنولوژی آن زمان قادر به توليد چه ميزان ولتاژ و جريان الكتريكی بوده است، اظهار كرد:
ولتاژی كه در سل گالوانی ايجاد می‌شود، توسط تفاوت بين پتانسيل‌های نرمال الكترودهای به كار رفته مشخص می‌شود كه طبق تعريف مقدار آن برابر است با تفاضل پتانسيل نرمال كاتد و پتانسيل نرمال آند. چون پتانسيل نرمال مس 35/0 ولت و پتانسيل نرمال آهن 44/0 ولت است، پس به‌صورت تئوری ولتاژ باتری اشكانيان مقداري برابر 79/0 ولت است، اما با آزمايشات انجام شده به كمك باتری شبيه‌سازی شده پارت‌ها و استفاده از محلول‌های الكتروليت مختلف نشان داده شده كه چنين باتری‌ایی تنها قادر است ولتاژ 5/0 ولت را توليد كند. جريان الكتريكی به‌دست آمده از اين باتری هم در حدود چند ميلی آمپر است.
اين دانشجوی مبتكر درباره فرضيه آبكاری طلا نيز گفت: به‌منظور رسوب‌دهي الكتريكی طلا، آند طلايی و شيء مورد آبكاری بايستی توسط سيمی به پايانه‌های يك منبع جريان متصل شده و در مخزن آبكاری حاوی محلول نمك طلا غوطه‌ور شوند.
اين واكنش احيا به پتانسيلی برابر 71/1 ولت كه به‌طور قابل ملاحظه‌ای زياد است، نياز دارد. به همين دليل از محلول‌های كمپلكس طلا استفاده می‌شود كه پتانسيل رسوب‌دهی آن‌ها به مقدار قابل توجهی كمتر از يون طلای منفرد است.
وی خاطرنشان كرد: يون‌های سيانيد طلا به‌خاطر انحلال آسان در آب و احيا در پتانسيل پايين 61/0ــ ولت مناسب‌ترين گزينه است. يون‌های سيانيد طلا بر روی كاتد، جايی كه قرار است آب طلا داده شود، احيا می‌شوند. آند طلايی يون‌های مورد نياز در محلول الكتروليت را دوباره جانشين می‌كند، با گذر زمان طلا به آهستگي از ميله آندی به شیء مورد نظر در كاتد منتقل می‌شود.
طاهری نجف‌آبادی در پاسخ به سوال كه با توجه به اين كه طلا، نجيب‌ترين فلز موجود، تنها در مخلوطی از اسيد نيتريك و اسيد هيدروكلريك حل می‌شود كه نه تنها مخلوط آن‌ها بلكه خود اين مواد نيز احتمالا براي اشكانيان شناخته شده نبوده‌اند، زرگران اشكانی چگونه تركيب شيميايی سيانيد طلا را می‌ساخته‌اند و آيا از ديگر محلول‌های طلا جهت آبكاری استفاده می‌شده است، گفت:
از آنجا كه احتمالا هيچ حلالی براي طلا در روزگار پارت‌ها وجود نداشته، محققان با فرضيات مختلف سعی در نشان دادن راهی كرده‌اند كه از طريق اين پارت‌ها سيانيد طلا را كه برای آبكاری لازم بوده و در طبيعت هم وجود ندارد، توليد می‌كرده‌اند.
وي گفت: يكی از اين فرضيه‌ها براساس انحلال طلا در هيوميك اسيد موجود در آب شور حل است. چنين فرايندی با توجه به وجود باتلاق‌های نزديك دجله و فرات و با تلاش فراوان در آن زمان ممكن به‌نظر می‌رسد. راه‌حل آسان‌تر و عملی‌تری نيز وجود دارد مبني بر اين كه پارت‌ها طلا را در مايع صفرای حيوانات حل كرده و از محصول به‌دست آمده برای آبكاری استفاده می‌كرده‌اند، يا ممكن است طلا را در ميان پوست حيوانات مرده‌ای چون خوك، بز و گاز قرار می‌داده‌اند، به‌طور طبيعی الياف پروتئينی پوست حيوان تنين را به‌صورتی جذب می‌كنند كه پوست همچون چرم خشك می‌شود.
طاهري نجف‌آبادی تصريح كرد: در بين مهم‌ترين تنين‌های آلی می‌توان چوب بلوط و بوته‌های سماق را نام برد. با اين وجود اگر تنين به مقدار كافی موجود نباشد، اسيدهايی تشكيل می‌شوند كه قادر به انحلال طلای قرار داده در ميان پوست هستند، به كمك چنين سوپ طلایی اشكانيان قادر به انجام آبكاری الكتريكي بوده‌اند.
وی با بيان اين كه محلول‌های سيانيد طلا به سادگی در هزاران سال پيش توليد می‌شده‌اند، تصريح كرد: ديگر بررسی‌ها نشان داده‌اند كه سيانيد طلا را می‌توان هنگام شكل‌دهی طلا به‌صورت ورق از طريق چكش كاری ورق‌های طلا بين زبانه‌های چرمی تهيه كرد، علاوه بر اين امكان دارد كه زرگران اشكانی طلا را از طريق هسته‌های خرد شده ميوه‌ها درون مايعات در حال هوا دهی تصفيه می‌كرده‌اند. با چنين تصفيه‌ای يكي از تركيبات ميوه به نام «آميگدالين» يون‌ها سيانيد را به‌صورت هيدروليتيك جدا می‌كند؛ بنابراين طلا كه با جريان هوا در حال تحرك است، اكسيد شده و توليد سيانيد طلا می‌كند.
در اين ارتباط فهرستی از محصولات كشاورزی تهيه شده است، كه حاوی مقادير قابل توجهی تركيب سيانيد هستند.
طاهری نجف‌آبادی درباره فرضيه كاربرد پزشكی گفت:
در تمدن بين‌النهرين پزشكان بسيار ماهری زندگی می‌كردند كه گاهی به جادوگری نيز مشغول بوده‌اند. در اين دوره طب عمدتا به تجويز دارو متكی بود و از سوزن برای انتقال دارو به بدن استفاده می‌شده است كه يافته شدن سوزن‌های برنزی و آهنی در كنار اين باتری‌ها دليلی بر اين مدعا است. شاهد ديگر اين است كه يونانيان و روميان از ماهی برقی برای بی‌حس كردن و تخفيف درد استفاده می‌كردند. استفاده از اين نوع ماهی برای كاهش درد و به‌ويژه نقرس پا حدود سال 47 تا 48 ميلادی به ثبت رسيده است. نكته اصلی در اين مداوا، استفاده از جرقه‌های الكتريكی كوچكی است كه اين ماهی توليد می‌كند كه احتمال استفاده از جريان الكتريكی باتری را برای تخفيف درد عملی‌تر می‌كند.
وی در پايان از همكاری شركت آذرالكترود، عمار ميرزايی، احسان وزيری بمی، رسول محمدی نصيری، حسين پاك دل و سينا قاسمی در مراحل مختلف اين طرح تشكر كرد.
