在19世纪90年代，尽管留声机和电影的成功为爱迪生带来了巨大的声誉和财富，但他也经历了职业生涯中最大的失败之一——铁矿石开采项目。在这十年间，爱迪生一直在他的实验室和新泽西州西北部的旧铁矿里工作，开发铁矿石的开采方法，以满足宾夕法尼亚州钢铁厂的需求。为了筹集资金，爱迪生卖掉了他在通用电气公司的所有股票。尽管爱迪生花费了十年的时间和数百万美元进行研究和开发，但始终未能使这一工艺在商业上实用化，他的投资最终血本无归。如果不是爱迪生同时继续开发留声机和电影，这将意味着财务上的破产。然而，正是这些成功的项目帮助爱迪生渡过了难关，使他进入20世纪时财务状况依然稳健，并准备好迎接新的挑战。
爱迪生面临的新挑战是开发一种更好的蓄电池，用于电动汽车。爱迪生非常喜欢汽车，一生中拥有多辆不同类型的汽车，分别由汽油、电力和蒸汽驱动。爱迪生认为，电力推进显然是为汽车提供动力的最佳方法，但他意识到传统的铅酸蓄电池无法胜任这项工作。1899年，爱迪生开始研发碱性电池。事实证明，这是爱迪生最困难的项目之一，他花了十年时间才开发出实用的碱性电池。当爱迪生推出他的新型碱性电池时，汽油动力汽车已经得到了极大的改进，电动汽车越来越少，主要用作城市中的送货车辆。尽管如此，爱迪生的碱性电池在铁路车辆照明、信号灯、海上浮标和矿灯方面还是非常有用的。与铁矿石开采不同的是，爱迪生十年来的巨额投资最终得到了丰厚的回报，蓄电池成为爱迪生最赚钱的产品之一。此外，爱迪生的工作还为现代碱性电池的发展铺平了道路。
1911年，爱迪生在西奥兰治建立了一个庞大的工业企业。多年来，围绕着最初的实验室，爱迪生建立了许多工厂，整个综合体的员工人数已达数千人。为了更好地管理运营，爱迪生将他为自己的发明而创办的所有公司合并为一家公司，即托马斯·爱迪生公司，由爱迪生担任总裁兼董事长。此时，爱迪生已经六十四岁，他在公司和生活中的角色开始发生变化。爱迪生将实验室和工厂的日常运营更多地交给了其他人，自己则更多地关注战略决策和长期规划。实验室本身也减少了原创性的实验工作，转而更多地改进爱迪生现有的产品，如留声机。虽然爱迪生仍在继续申请和获得新发明的专利，但开发改变生活和创造产业的新产品的时代已经过去。
三、战争时期
1914年，第一次世界大战爆发，这场全球冲突不仅改变了国际政治格局，还对工业生产和科学研究产生了深远影响。托马斯·阿尔瓦·爱迪生在这场战争中展现了他卓越的应变能力和创新能力。由于战争切断了欧洲的供应链，石炭酸（苯酚）出现了严重短缺。石炭酸是一种重要的化工原料，广泛应用于医药、染料和炸药的生产。面对这一危机，爱迪生迅速设计出一种国产石炭酸的制造方法，并在一个月内实现了每天生产一吨石炭酸的目标。这一壮举不仅缓解了国内的物资短缺，还展示了爱迪生在紧急情况下的高效执行力和技术创新能力。
1917年，爱迪生的巨型西奥兰治制造厂遭遇了一场严重的大火，几乎摧毁了整个工厂。这场灾难给爱迪生带来了新的挑战，但他并没有被击垮。几乎在余烬熄灭之前，新的建筑就开始从废墟中拔地而起。爱迪生的迅速反应和坚定意志，不仅恢复了生产，还提升了工厂的现代化水平，使其更加高效和安全。
当时的美国几乎完全依赖国外资源来获取对许多生产工艺至关重要的基本煤焦油衍生物。这些衍生物对于炸药的生产尤为重要，因此爱迪生建立了生产这些衍生物的工厂。他的工作被公认为为当今美国煤焦油化学工业最重要的发展奠定了基础。爱迪生不仅解决了战时物资短缺的问题，还为美国的化学工业留下了宝贵的遗产。
约瑟夫斯·丹尼尔斯，时任海军部长，预见到国家的备战计划需要技术进步。1915年，爱迪生应邀担任新成立的海军咨询委员会（Naval Consulting Board）主席，该委员会是今天海军部大型研究部门的前身。1952年12月3日，爱迪生的巨型铜像在马里兰州阿纳科斯蒂亚实验室的购物中心揭幕，以纪念这位发明家——海军研究实验室的创始人。
随着美国卷入第一次世界大战的脚步日益临近，海军咨询委员会试图组织美国顶尖科学家和发明家的才能，为美国军队造福。爱迪生赞成有备无患，并接受了任命。他安排着名科学家与他一起在咨询委员会工作，还向政府提供了他的实验室设施。咨询委员会的大部分工作都是针对德国潜艇的威胁。爱迪生向海军提供了许多发明和想法，其中包括通过移动船只的声音探测潜艇的装置和方法、探测敌机的装置和方法、通过测距定位炮位的装置和方法、改进型鱼雷、探照灯高速信号快门和水下探照灯。爱迪生实验室推出了这些及其他许多重要的设备和配方。
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