Du musst bereit sein, selbst die verlockendsten Ideen aufzugeben, wenn das Experiment sie als falsch erweist.
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta war ein italienischer Physiker, Chemiker und Pionier der Elektrizität und Energieerzeugung, dem die Erfindung der elektrischen Batterie und die Entdeckung von Methan zugeschrieben werden. Er erfand 1799 die Voltasche Säule und berichtete über die Ergebnisse seiner Experimente 1800 in einem zweiteiligen Brief an den Präsidenten der Royal Society. Mit dieser Erfindung bewies Volta, dass Elektrizität chemisch erzeugt werden konnte, und widerlegte die damals verbreitete Theorie, dass Elektrizität nur von Lebewesen erzeugt wurde. Voltas Erfindung löste große wissenschaftliche Begeisterung aus und führte andere dazu, ähnliche Experimente durchzuführen, was schließlich zur Entwicklung des Fachbereichs Elektrochemie führte.
Volta zog auch die Bewunderung von Napoleon Bonaparte für seine Erfindung auf sich und wurde eingeladen, am Institut von Frankreich seine Erfindung den Mitgliedern des Instituts zu demonstrieren. Volta genoss zeitlebens eine gewisse Nähe zum Kaiser und erhielt von ihm zahlreiche Ehrungen. Volta hielt den Lehrstuhl für experimentelle Physik an der Universität Pavia fast 40 Jahre lang und wurde von seinen Studenten weithin verehrt.
Trotz seines beruflichen Erfolgs war Volta eine Person, die zum häuslichen Leben neigte, was besonders in seinen späteren Jahren deutlich wurde. Zu dieser Zeit lebte er eher zurückgezogen vom öffentlichen Leben und mehr um seiner Familie willen, bis zu seinem Tod 1827 an einer Reihe von Krankheiten, die 1823 begannen. Die SI-Einheit des elektrischen Potenzials ist zu seinen Ehren nach ihm benannt worden und heißt Volt.
Frühen Jahren und Werke
Volta wurde in Como, einer Stadt im heutigen Norditalien, am 18. Februar 1745 geboren. 1794 heiratete Volta eine Aristokratin, ebenfalls aus Como, Teresa Peregrini, mit der er drei Söhne aufzog: Zanino, Flaminio und Luigi. Sein Vater, Filippo Volta, stammte aus einem edlen Geschlecht. Seine Mutter, Donna Maddalena, kam aus der Familie der Inzaghis.
1774 wurde er Professor für Physik an der Royal School in Como. Ein Jahr später verbesserte und popularisierte er die Elektrophor, ein Gerät, das statische Elektrizität erzeugte. Seine Förderung war so umfangreich, dass ihm oft die Erfindung zugeschrieben wird, obwohl eine Maschine, die nach demselben Prinzip funktionierte, 1762 vom schwedischen Experimentator Johan Wilcke beschrieben wurde. 1777 reiste er durch die Schweiz. Dort freundete er sich mit H. B. de Saussure an.
In den Jahren zwischen 1776 und 1778 studierte Volta die Chemie von Gasen. Er forschte und entdeckte Methan, nachdem er ein Papier von Benjamin Franklin aus den Vereinigten Staaten über „brennbare Luft" gelesen hatte. Im November 1776 fand er Methan am Lago Maggiore, und bis 1778 gelang es ihm, Methan zu isolieren. Er entwarf Experimente wie die Zündung von Methan durch einen elektrischen Funken in einem geschlossenen Gefäß.
Volta untersuchte auch das, was wir heute elektrische Kapazität nennen, und entwickelte separate Methoden zur Untersuchung sowohl des elektrischen Potenzials V als auch der Ladung Q, und entdeckte, dass sie für ein bestimmtes Objekt proportional sind. Dies wird Voltas Kapazitätsgesetz genannt, und für diese Arbeit wurde die Einheit des elektrischen Potenzials nach dem Volt benannt.
1779 wurde er Professor für experimentelle Physik an der Universität Pavia, einen Lehrstuhl, den er fast 40 Jahre lang innehatte.
Volta und Galvani
Luigi Galvani, ein italienischer Physiker, entdeckte etwas, das er „Tierelektrizität" nannte, wenn zwei verschiedene Metalle in Serie mit einem Froschbein und miteinander verbunden waren. Volta erkannte, dass das Froschbein sowohl als Leiter von Elektrizität, das, was wir heute als Elektrolyt bezeichnen würden, als auch als Detektor von Elektrizität diente. Er verstand auch, dass die Froschbeine für den elektrischen Strom nicht relevant waren, der durch die beiden unterschiedlichen Metalle verursacht wurde. Er ersetzte das Froschbein durch salzwasser-getränktes Papier und detektierte den Stromfluss durch andere Mittel, die ihm aus seinen früheren Studien vertraut waren. Auf diese Weise entdeckte er die elektrochemische Reihe und das Gesetz, dass die elektromotorische Kraft emf einer galvanischen Zelle, bestehend aus einem Paar von Metallelektroden, die durch einen Elektrolyt getrennt sind, die Differenz zwischen ihren beiden Elektrodenpotentialen ist, also geben zwei identische Elektroden und ein gemeinsamer Elektrolyt netto emf von Null. Dies kann Voltas Gesetz der elektrochemischen Reihe genannt werden.
1800 erfand Volta als Ergebnis eines beruflichen Meinungsverschiedenheit über die von Galvani befürwortete galvanische Reaktion die Voltasche Säule, eine frühe elektrische Batterie, die einen stetigen elektrischen Strom erzeugte. Volta hatte festgestellt, dass das wirksamste Paar ungleicher Metalle zur Stromerzeugung Zink und Kupfer waren. Anfangs experimentierte er mit einzelnen Zellen in Serie, wobei jede Zelle ein Weinkelch war, der mit Salzlake gefüllt war, in die die beiden unterschiedlichen Elektroden getaucht wurden. Die Voltasche Säule ersetzte die Kelche mit Pappe, die in Salzlake getränkt war.
Frühen Batterie
Bei der Ankündigung seiner Entdeckung der Voltaschen Säule würdigte Volta die Einflüsse von William Nicholson, Tiberius Cavallo und Abraham Bennet.
Die von Volta hergestellte Batterie wird als eine der ersten elektrochemischen Zellen angesehen. Sie besteht aus zwei Elektroden: eine aus Zink, die andere aus Kupfer. Der Elektrolyt ist entweder Schwefelsäure vermischt mit Wasser oder eine Form von Salzlakebrine. Der Elektrolyt existiert in der Form 2H+ und SO42−. Zinkmetall, das in der elektrochemischen Reihe höher ist als sowohl Kupfer als auch Wasserstoff, wird zu Zinkationen Zn2+ oxidiert und erzeugt Elektronen, die sich zur Kupferelektrode bewegen. Die positiv geladenen Wasserstoffionen Protonen erfassen Elektronen von der Kupferelektrode und bilden Blasen von Wasserstoffgas H2. Dies macht den Zinkstab zur negativen Elektrode und den Kupferstab zur positiven Elektrode. Somit gibt es zwei Anschlüsse, und ein elektrischer Strom fließt, wenn sie verbunden sind. Die chemischen Reaktionen in dieser Voltaschen Zelle sind wie folgt:
Zink:
- Zn → Zn2+ + 2e−
Schwefelsäure:
- 2H+ + 2e− → H2
Kupfermetall reagiert nicht, sondern fungiert als Elektrode für den elektrischen Strom. Sulfatanion SO42- unterliegt auch keiner chemischen Reaktion, wandert aber zur Zinkanoode, um die Ladung der dort gebildeten Zinkationen auszugleichen. Allerdings hat diese Zelle auch einige Nachteile. Sie ist unsicher zu handhaben, da Schwefelsäure, auch wenn verdünnt, gefährlich sein kann. Auch die Leistung der Zelle nimmt mit der Zeit ab, da das Wasserstoffgas nicht freigesetzt wird. Stattdessen sammelt es sich auf der Oberfläche der Kupferelektrode an und bildet eine Barriere zwischen dem Metall und der Elektrolytlösung.
Letzte Jahre und Ruhestand
1809 wurde Volta assoziiertes Mitglied des Königlichen Instituts der Niederlande. Zu Ehren seiner Arbeiten wurde Volta 1810 von Napoleon Bonaparte zum Grafen ernannt.
Volta zog sich 1819 in sein Anwesen in Camnago, eine frazione von Como, Italien, zurück, das nun zu seinen Ehren „Camnago Volta" benannt ist. Er starb dort am 5. März 1827, kurz nach seinem 82. Geburtstag. Voltas sterbliche Überreste wurden in Camnago Volta begraben.
Vermächtnis
Voltas Vermächtnis wird durch das Tempio Voltiano-Denkmal gefeiert, das sich in den öffentlichen Gärten am See befindet. Es gibt auch ein Museum, das zu seinen Ehren erbaut wurde und einige der Geräte ausstellt, die Volta zur Durchführung von Experimenten verwendete. In der Nähe steht die Villa Olmo, in der sich die Voltian Foundation befindet, eine Organisation, die wissenschaftliche Aktivitäten fördert. Volta führte seine experimentellen Studien durch und produzierte seine ersten Erfindungen in der Nähe von Como.
Sein Bild war auf der italienischen 10.000-Lire-Banknote 1990–1997 zusammen mit einer Skizze seiner Voltaschen Säule abgebildet.
Ende 2017 kündigte Nvidia eine neue, auf Workstations ausgerichtete Mikroarchitektur namens Volta an, die Pascal nachfolgte und Turing vorausging. Die ersten Grafikkarten mit Volta wurden im Dezember 2017 veröffentlicht, mit zwei weiteren Karten, die im Laufe von 2018 veröffentlicht wurden.
Religöse Überzeugungen
Volta wurde als Katholik erzogen und behielt sein Vertrauen in seinen Glauben sein ganzes Leben lang. Da er nicht wie seine Familie erwartet hatte zum Kleriker ordiniert wurde, wurde er manchmal beschuldigt, irreligiös zu sein, und einige Menschen haben über seinen möglichen Unglauben spekuliert, wobei sie betonten, dass „er nicht der Kirche beitrat", oder dass er praktisch „der Aufforderung der Kirche ignorierte". Dennoch zerstreute er Zweifel in einer Glaubenserklärung, in der er sagte:
Veröffentlichungen
- De vi attractiva ignis electrici 1769 Über die anziehende Kraft des elektrischen Feuers
