口袋裡的電池
從遙控器裡取出一節電池。它是一個小小的金屬圓柱，完全安靜，沒有任何運動部件。可它卻能把電送進導線裡好幾個月。這電是從哪兒來的？不是來自裡面的小發電機——裡面根本沒有。它來自一個化學反應，這個反應正悄悄地從一端把電子推出去、再從另一端把它們拉回來。化學與電之間的這種聯繫，正是電化學這整門學科。
電化學可以朝兩個方向運行，而正是這條「雙向街」讓它如此有用。有時一個化學反應替你造出電——那就是電池。有時你花掉電去強行驅動一個本來不會自己發生的反應——我們就是這樣給首飾鍍金、從礦石裡提煉出純金屬的。同樣的物理，只是正著跑或倒著跑。
電子：被交易的那種貨幣
要看清楚發生了什麼，就放大到原子層面。每個原子都有一個重重的核，周圍環繞著微小、輕盈、帶負電的粒子，叫做電子。在許多化學反應裡，電子只是從一種物質轉移到另一種物質——一個給出，另一個拿走。凡是電子換了「主人」的反應，就叫做氧化還原反應，而電化學只關心這一類反應。
這場交易的兩半，名字現在就值得記住。失去電子叫*氧化*；得到電子叫*還原*。它們總是成對出現——一種物質不可能把電子給出去，除非旁邊有另一種來接住。我們把這一對合在一起，統稱氧化與還原，還有一個小小的記憶口訣能幫你分清方向（下一步就會遇到）。
電為什麼會從這裡冒出來
關鍵的妙招就在這裡。既然電子反正要從給出者跑到接受者那裡，何不讓它們繞個遠路——穿過一根導線呢？電子在導線裡流動，本身就是電流。所以，只要你能把給出者和接受者從物理上分開，逼著它們的電子沿一條金屬通路在兩者之間穿行，你就把一個化學反應變成了一股能用的電流。
電子進出這套化學反應的那塊金屬，叫做電極。整套裝置——兩個電極、那些化學物質、以及連接它們的導線——就是一個電化學電池。所謂電池，不過是把一個（或幾個）電化學電池整整齊齊地打包起來。這一階梯裡的一切，歸根結底，都是在搭建和理解這些電池。
為什麼值得學——它出現在哪裡
一旦你有了這幅圖景，會發現日常中數量驚人的事物其實都是電化學。你手裡的手機、寒冷清晨能打著火的汽車、怎麼也不生鏽的熱鍍鋅欄杆、水龍頭上的鍍鉻、汽水罐裡的鋁，甚至你自己體內傳遞的神經訊號——全都是在受控條件下被交易的電子。
往上爬時，我們會誠實地面對那些微妙之處：真實的電池會有一部分能量以熱的形式損失掉，電壓會隨著化學物質耗盡而下降，要精確預測你能得到多少電流也需要小心。但核心思想永遠不會比這更難——找到那場電子交易，再往它的路徑上插一根導線。抓住這一點，這一階梯餘下的內容就只是細節，而不是謎團了。