26 жовтня 1896 року, 35 річний уродженець американського міста Мюррей, штат Кентуккі, експериментатор самоучка, фермер Натан Беверлі Стаблфилд подав заявку на отримання чергового патенту. Цей патент мав стати вже третім патентом винахідника після двох попередніх.
Попередніми були патенти на запальничку для гасових ламп і на механічний телефон, отримані ним ще кілька років тому. У даному ж випадку предметом патентування була особлива електрична батарея, земляна батарея. Винахідником був виявлений досить оригінальний підхід до використання вольтової пари в якості основи для створення джерела струму нового класу.
Як відомо, гальванічний ефект виникає при зануренні гальванічної пари у вологу землю або у воду, що дозволяє отримувати електрику для віддачі в зовнішній ланцюг дуже малої потужності.
Значного струму отримати від такого джерела не вдавалося з-за великого внутрішнього опору вольтової клітинки, можна було хіба що виміряти різницю потенціалів джерела, або ж доводилося поєднувати кілька малопотужних елементів паралельно, для отримання більшої потужності.
Винахідник поставив перед собою завдання створити таку батарею, абсолютно нового класу, яка не тільки змогла б віддавати в навантаження струм значної сили, але змогла б ще і індукувати напруга у вторинній котушці для харчування, наприклад, мікрофона або обмотки реле.
Батарея являла собою конструкцію, в якій гальванічної парою виступали два провідника, розташованих поруч, один з яких був залізним, а інший – мідним. Мідний провідник був ізольованим, а залізний – оголеним. Це робило взаємодія провідників з електролітом оптимальним.
Дроти намотувалися навколо залізного сердечника, розташованого в центрі каркаса батареї. Намотування здійснювалася наступним чином. Два дроти пліч-о-пліч вкладалися шар за шаром до заповнення каркаса, обмеженого дерев'яними боковинами. Після намотування кожного шару укладався шар ізолюючої тканини, такий же шар тканини розташовувався і навколо центрального стрижня. У підсумку провідники в збірці весь час чергувалися, перебуваючи поруч.
Збірка занурювалася в ємність з водою, а електроди виводилися назовні для підключення робочих пристроїв. Достатньо було просто помістити батарею у вологу землю, саме тому Стаблфилд називав її «земляною батареєю».
Модифікація такої батареї включала в себе ще й вторинну обмотку, яка розташовувалася поверх обмотки, що утворює гальванічну пару. Вторинну обмотку необхідно було ізолювати матеріалом на зразок слюди. Коли електроди гальванічної пари замикалися і размыкались, у вторинній обмотці виникало індукційний струм, який міг використовуватися для живлення пристроїв.
Працездатність батареї зберігалася до тих пір, поки конструкція залишалася зволоженою. Крім можливості живити пристрої, конструкція могла використовуватися в якості електромагніту, для роботи якого достатньо було замкнути виведені назовні електроди гальванічної пари між собою.
Такі батареї винахідник використовував у своїх експериментах по бездротового телефонного зв'язку..
