С первых дней применения свинцовых аккумуляторов в области электротехники Эдисон всегда утверждал, что батареи этого типа таят в себе органический порок: элементы саморазрушения вследствие очень сложных реакций, происходящих в них независимо от того, работают они или нет.
В самом начале своих работ как-то в разговоре с Бичем, одним из деятелей «Дженерал Электрик», Эдисон сказал:
– Бич, я не думаю, что природа окажется настолько недоброй и станет утаивать секрет создания хорошей аккумуляторной батареи, если будут произведены действительно серьезные поиски ее. Я намереваюсь искать.
И поиски были начаты.
Почти ни одно из всех других изобретений Эдисона не потребовало столько работы, сколько новый аккумулятор.
Работа Эдисона над щелочными аккумуляторами напоминает его методы работы над лампочкою накаливания – огромное количество экспериментов, настойчивость, неутомимость. Нередко карета, подававшаяся Эдисону вечером, чтобы везти его из лаборатории домой, безрезультатно простаивала до утра, а иногда и вовсе уезжала домой, оставляя изобретателя склоненным над томами «Химического словаря Уатса» и над химическими приборами. Изобретатель записывал в особых тетрадях – лабораторных дневниках – все опыты, которые нужно проделать, и в необходимых случаях иллюстрировал свои заметки рисунками, эскизами. Соответствующий сотрудник должен был затем, вооруженный этой инструкцией, немедленно и со всем усердием приступить к работе. Он должен был записывать в ту же тетрадь результаты каждого опыта и ежедневно, а иногда и чаще, докладывать Эдисону о ходе работы. Эдисон ежедневно обходил лаборатории и был в курсе всех исследований работавших экспериментаторов. Обладая исключительной памятью, он знал все детали каждого из многочисленных опытов так, как будто бы он все проделывал лично.
Ведение рабочих дневников, начатое в лабораториях Менло-Парка, Эдисон сохранил на всю свою жизнь. При нашем посещении Эдисона мы видели в его библиотеке тысячи этих тетрадей. Они заполнены его заметками, рисунками, воспоминаниями, краткими отчетами о тысячах различных опытов, выполненных им лично или под его руководством. Эти тетради являются документами редкого значения, охватывая многообразные и богатейшие опыты в различных отраслях знаний. Они рисуют объем усилий исключительного ума, отвоевывающего у природы ее тайны. Эдисон один и тот же вопрос часто ставит в десятках и сотнях различных вариантов.
Методы и приемы Эдисона увлекали его сотрудников. Один из них, работавший с Эдисоном в течение почти десяти лет, посвященных аккумуляторной батарее, сказал: «Если бы эксперименты, исследования и работы Эдисона над аккумуляторной батареей были единственным, что он сделал за всю свою жизнь, то я все же мог бы сказать, что он не только крупный изобретатель, но и великий человек. Почти невозможно составить представление о тех затруднениях, которые были преодолены».
Первые десять тысяч опытов по получению аккумулятора оказались безрезультатными. Когда Маллори высказал об этом сожаление, Эдисон ответил ему с усмешкою: «Результаты! Но, мой друг, я их получил много. Я открыл тысячи вещей, которые не позволили мне разрешить поставленную задачу; вот и все».
Эти опыты велись в течение многих месяцев непрерывно круглые сутки, по вера Эдисона в успех не была сломлена. Его оптимизм не был поколеблен. В неудачном исходе эксперимента Эдисон видел лишь приближение к цели по методу исключения непригодных решений. «Идти к цели через опыты и учиться на ошибках!» – таков был девиз Эдисона.
Руководствуясь своим принципом – ограничивать в каждый данный момент круг своих исканий, Эдисон сконцентрировал первоначально все свои усилия на отыскании положительного электрода аккумулятора. Он брал угольные стержни и наполнял их поры всеми возможными химическими веществами, не слишком дорогими по цене. Затем он применял каждый из этих стержней в качестве положительного электрода в паре с обычным отрицательным электродом – цинком, помещал каждую пару пластин в отдельную банку, наполняя ее различными электролитами, и проверял показания гальванометра при разрядке. Число этих экспериментов быстро достигло нескольких тысяч, но ожидаемых результатов не было получено. Наконец, применив однажды в качестве положительного электрода (анода) гидрат никеля, Эдисон получил очень большое отклонение гальванометра. Повторив эти опыты с другими парами подобного же типа и получив аналогичные результаты, Эдисон начал тогда поиски более подходящего отрицательного электрода (катода), применяя при этом в качестве положительного полюса гидрат никеля. После длинного ряда экспериментов он нашел особый сорт железа.
Эти обширные изыскания, поглотившие много месяцев упорной работы и увенчавшиеся отысканием ряда многообещающих реакций между никелем и железом, открыли перед Эдисоном путь в новую, до сих пор неисследованную область.
Решив применять в качестве электродов для аккумуляторной батареи железо и никель, Эдисон сооружает вскоре химический завод на озере Силвер, так как прежде всего необходимо было получить наиболее чистые и лучшие вещества для электродов. При этом он обнаружил, что работающие на этом производстве химики знают относительно немного о необходимых ему чистых, высококачественных гидрате никеля и окиси железа. Это обстоятельство наводит Эдисона на мысль о необходимости провести целый ряд специальных химических исследований. Он поручает эти исследования группе сотрудников, специально подготовленных им, и работает с ними сам. В течение нескольких лет на химическом заводе велись непрерывные работы по изготовлению и испытанию всеми возможными способами этих химических веществ.
Некоторое представление о размахе опытов Эдисона дает его ответ одному из ассистентов лаборатории, спросившему, сколько приблизительно опытов было проделано в течение первых трех-четырех лет работы над аккумуляторной батареей. «Мы нумеровали наши опыты по сериям буквами. Начинали от А 1 и шли до А 10 000. Достигнув А 10 000, мы возвращались опять к 1 и шли от В 1 до В 10 000, и т. д. Мы провели несколько серий таких опытов; сколько было их точно, я сейчас не помню; во всяком случае, было выполнено не менее 20 000 опытов».
С первых дней работы над аккумуляторной батареей Эдисон предполагал изготовить ее в виде металлического сосуда, содержащего внутри активные вещества: гидрат никеля в качестве положительного электрода и окись железа в качестве отрицательного.
Эта мысль последовательно проводилась при всех последующих работах и нашла свое окончательное оформление в современном типе аккумулятора. Переход от первого примитивного элемента к современному потребовал тяжелого труда. Главный химик Эдисона Эйлсуорт позднее рассказывал: «Мы проводили опыты одновременно с обоими веществами. В одних случаях никель давал лучшие результаты, в других случаях – худшие. Для того чтобы стимулировать работу, Эдисон вывесил доску, на которую заносил результаты испытаний опытных образцов в миллиампер-часах при различном процентном содержании никеля и железа. Эта доска побуждала работников все время улучшать показатели. Некоторые из наших первых испытаний давали приблизительно 300, но по мере улучшения качества материалов эта цифра превысила уже 500 миллиампер-часов. Как раз в это время Эдисон уезжал в Канаду, и к его возвращению мы сделали такие успехи, что цифра эта возросла приблизительно до 1 000. Я очень хорошо помню, какое большое удовольствие это доставило Эдисону». В настоящее время эта цифра достигает 1 200 миллиампер-часов для положительных электродов и приблизительно 1 700 для отрицательных.
