Muốn tạo ra dòng điện, trước hết phải hiểu về điện từ học. Trong lịch sử Trái Đất hiện đại, vào ngày 17 tháng 10 năm 1831, Faraday lần đầu tiên phát hiện hiện tượng cảm ứng điện từ, từ đó tìm ra phương pháp sản sinh dòng điện xoay chiều – đây được coi là một thành quả quan trọng của điện từ học.

Hiện tượng cảm ứng điện từ, đơn giản là khi một khối nam châm di chuyển xuyên qua một mạch điện kín, trong mạch sẽ có dòng điện phát sinh.

Lợi dụng hiện tượng này, nếu giữ mạch điện kín đứng yên và liên tục di chuyển nam châm, hoặc để mạch điện kín trong trạng thái tĩnh cắt các đường sức từ do nam châm sinh ra, dòng điện sẽ liên tục được tạo ra trong mạch. Lúc này, cơ năng được chuyển hóa thành điện năng, biến nó thành một máy phát điện đơn giản. Đây là kiến thức trong sách giáo khoa vật lý phổ thông, không quá cao siêu, tuy nhiên, việc chế tạo các vật liệu và linh kiện cơ bản lại khá phức tạp.

Để cỗ máy này vận hành liên tục, không thể chỉ dựa vào sức người vì hiệu suất thấp và dễ mắc lỗi. Có thể tận dụng tài nguyên thiên nhiên, như sức gió hoặc sức nước. Richard chọn sức gió, do đó anh đã thiết kế một chiếc cối xay gió phát điện để thợ thủ công chế tạo.

Tuy nhiên, thợ thủ công chỉ có thể làm những bộ phận đơn giản. Còn các chi tiết phức tạp như trục quay, thiết bị tích trữ năng lượng, trục xoay... thì Richard đều phải tự tay thực hiện, điều này rất khó khăn. Chính vì thế, nếu không rơi vào hoàn cảnh bất đắc dĩ, anh cũng chẳng muốn làm theo cách này.

Dẫu vậy, một khi đã quyết định, anh chỉ còn cách tiếp tục.

Đầu tiên là việc chế tạo trục quay.

Vật liệu chính cho trục quay là nam châm, có thể là nam châm NdFeB, SmCo, AlNiCo hay FeCrCo. Nhưng trên thế giới này, đặc biệt là trong lãnh thổ Vương quốc Lam Sư, không hề có bất kỳ loại nam châm nào, vậy nên Richard phải tự mình chế tạo. Anh quyết định chế tạo loại đơn giản nhất và cũng phổ biến nhất: nam châm oxit sắt từ (Fe3O4).

Để tạo ra nam châm oxit sắt từ, trước hết phải có được loại vật liệu này.

Để có được vật liệu này, có rất nhiều phương pháp khác nhau, ví dụ như phương pháp khử khí α-Fe2O3, phương pháp oxy hóa chậm Fe(OH)2, phương pháp Haber, phương pháp thêm hợp, phương pháp thêm kiềm... Richard đã chọn phương pháp thêm hợp. Hai nguyên liệu phản ứng quan trọng nhất của phương pháp này là sắt đơn chất (mạt sắt, Fe) và oxit sắt (bột rỉ sắt, Fe2O3)...

...

Hít một hơi thật sâu, Richard rửa sạch tay, đeo khẩu trang chống bụi để ngăn bột phấn bay vào miệng, mũi rồi bắt đầu thao tác.

Đầu tiên, Richard cho mạt sắt vào axit sunfuric. Có thể thấy rõ bằng mắt thường, ngay khi mạt sắt được cho vào, cốc chịu nhiệt lập tức sủi bọt khí lớn, phản ứng diễn ra mạnh mẽ, trong quá trình này sẽ sinh ra sắt sunfat (FeSO4).

Phản ứng hoàn tất, Richard tiếp tục cho thêm xút (NaOH) và oxit sắt (Fe2O3). Sau đó đun nóng dung dịch đến 95-105 độ C để phản ứng thêm hợp diễn ra, cuối cùng tạo ra oxit sắt từ.

Tuy nhiên, oxit sắt từ lúc này vẫn chưa tinh khiết. Richard chuyển dung dịch vào phễu có chứa giấy lọc để tiến hành lọc bỏ tạp chất. Sau khi lọc, anh sấy khô phần chất rắn đã lọc được, rồi tiến hành một loạt thao tác khác. Cuối cùng, tốn khá nhiều công sức, Richard cũng đã chế tạo ra oxit sắt từ tinh khiết.

Tiếp đến, qua quá trình từ hóa, oxit sắt từ đã trở thành nam châm thực thụ, một khối màu đen tuyền. Lặp lại bước này, tạo ra đủ số lượng nam châm cần thiết, cố định chúng vào khuôn đúc hình tròn. Như vậy, bộ phận quan trọng nhất bên trong máy phát điện – trục quay – đã hoàn thành.

Xong xuôi những công đoạn này, Richard không nghỉ ngơi mà bắt tay vào chế tạo thiết bị tích trữ năng lượng. Dù sao, cối xay gió có thể phát điện, nhưng điện năng cần được lưu trữ thì mới có thể sử dụng được. Việc này đòi hỏi phải dùng pin sạc thực sự, chứ không phải pin hoa quả, càng kh��ng phải các loại tụ điện như bình Leiden.

Richard dự định chế tạo ắc-quy chì, loại pin xe đạp điện rẻ nhất và phổ biến nhất trên Trái Đất hiện đại.

Anh chọn loại này một phần vì nguyên liệu dễ kiếm, phần khác là do cấu tạo đơn giản, chỉ gồm 4 bộ phận: bản cực dương, bản cực âm, dung dịch điện giải và vỏ bình.

Ngoài axit sunfuric dùng làm dung dịch điện giải, thực chất chỉ cần một hoặc hai loại vật chất sau:

Loại thứ nhất: Chì, dùng để chế tạo bản cực âm.

Loại thứ hai: Oxit chì, chất oxy hóa của chì trong không khí, dùng để chế tạo bản cực dương.

Trong thế giới thời Trung cổ này, có lẽ sẽ thiếu thốn nhiều thứ, nhưng riêng chì thì không thể thiếu được. Bởi vì theo sự phát triển trên Trái Đất hiện đại, từ hơn hai ngàn năm Công nguyên, con người đã bắt đầu tinh luyện số lượng lớn các kim loại như sắt, đồng, bạc và chì.

Thế nên, không tốn chút công sức nào, Richard đã sai người tìm được đủ lượng chì và oxit chì cần thiết.

Hít một hơi thật sâu, ánh mắt Richard trở nên nghiêm nghị.

Cả chì lẫn oxit chì đều mang độc tính. Hít phải hoặc hấp thụ quá liều sẽ gây ngộ độc kim loại nặng, nhẹ thì cơ thể khó chịu, nặng thì dẫn đến tử vong.

Trong thời La Mã cổ đại trên Trái Đất hiện đại, người La Mã không biết sự nguy hiểm của chì, họ đã dùng ống chì làm đường ống dẫn nước trong thời gian dài, đồng thời dùng chì làm bình đựng rượu. Điều này dẫn đến vô số người bị ngộ độc chì mãn tính, trở thành một nguyên nhân quan trọng khiến đế chế La Mã suy vong.

Richard biết rõ điều này, anh không muốn đi vào vết xe đổ, không muốn chưa kịp trở thành phù thủy đã bệnh tật quấn thân. Bởi vậy, trước khi tiến hành thí nghiệm, anh đã thực hiện đầy đủ các biện pháp bảo hộ.

Đầu tiên, anh đeo khẩu trang chống bụi, sau đó khoác thêm chiếc mặt nạ mỏ chim bên ngoài, thay một bộ đồ bảo hộ màu đen ôm sát, che kín toàn bộ da thịt, cuối cùng là đôi găng tay làm từ dạ dày bò đã được xử lý kỹ.

Chuẩn bị hoàn tất, Richard hít một hơi thật sâu, cảm nhận không khí lọc qua túi thảo dược bên trong mặt nạ mỏ chim tràn vào phổi. Ánh mắt anh kiên định, rồi bắt tay vào làm.

Đầu tiên, Richard đổ đủ lượng axit sunfuric đã chuẩn bị sẵn vào vỏ bình để làm dung dịch điện phân. Sau đó, anh cắm bản cực âm bằng chì dạng xốp màu xám vào bình rồi cố định lại. Tiếp đến, anh đặt bản cực dương bằng oxit chì màu nâu vào và cố định.

Giữa cực dương và cực âm, anh đặt tấm cách ly để tránh hai điện cực tiếp xúc nhau. Sau đó, anh không ngừng lặp lại bước này, theo thứ tự một bản chì, một bản oxit chì, liên tục cắm vào cho đến khi vỏ bình đầy.

Việc làm này nhằm mục đích ghép nối nhiều cặp bản cực dương và cực âm lại với nhau để tăng cường điện áp của ắc-quy chì.

Hoàn tất các bước này, Richard khẽ thở phào nhẹ nhõm, biết rằng mình đã hoàn thành phần công việc chính của ắc-quy chì. Tiếp theo chỉ còn việc lắp đặt dây dẫn bên ngoài và giải quyết các chi tiết nhỏ.

Mãi đến tận chạng vạng tối, Richard mới hoàn thành tất cả những công đoạn còn lại.

Sau hai tiếng "ầm ầm" nhẹ vang lên, đặt ắc-quy chì và trục quay đã hoàn thiện lên giá gỗ, Richard quay người tháo găng tay, cởi mặt nạ mỏ chim, gỡ khẩu trang chống bụi, rồi cởi bỏ bộ đồ bảo hộ. Lúc này anh mới nhận ra toàn thân mình đã ướt đẫm mồ hôi.

Dù sao cũng là giữa mùa hè nóng bức, dù ở trong cung điện tương đối mát mẻ, làm việc cả buổi chiều như vậy cũng là cực hình. Khi làm việc anh không nhận ra, nhưng sau khi hoàn thành, Richard mới cảm thấy lớp áo lót dính chặt vào da, khắp người nhớp nháp khó chịu vô cùng.

Richard nhíu mày, đẩy cửa bước ra khỏi phòng thí nghiệm biệt lập.

Toàn bộ công sức biên tập cho chương truyện này thuộc về truyen.free, kính mong độc giả đón nhận.