อาเลสซานโดร โวลตา

Question: เซลล์ไฟฟ้าเคมี คิดค้นโดยใคร ?


อาเลสซานโดร จูเซปเป อันโตนิโอ อนาสตาซิโอ โวลตา (Italian: Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta; 18 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1745 — 5 มีนาคม ค.ศ. 1827) เป็นนักฟิสิกส์ชาวลอมบาร์ดี ซึ่งเป็นที่รู้จักว่าคิดค้นแบตเตอรี (เซลล์ไฟฟ้าเคมี) ขึ้นในคริสต์ทศวรรษ 1800 
อาเลสซานโดร เป็นผู้บุกเบิกการผลิตไฟฟ้าและพลังงานซึ่งเป็นเครดิตในฐานะ ผู้ประดิษฐ์แบตเตอรี่ไฟฟ้าและผู้ค้นพบก๊าซมีเทน เขาได้คิดค้นกองเชื้อเพลิงในปี ค.ศ. 1799 และได้รายงานผลการทดลองของเขาในปี ค.ศ. 1800 ในจดหมายฉบับที่สองถึงประธานาธิบดีแห่งราชสมาคมด้วยการประดิษฐ์นี้ Volta พิสูจน์ให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้ทางเคมีและหักล้างทฤษฎีที่แพร่หลายว่ากระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยมนุษย์เท่านั้น สิ่งประดิษฐ์ของ Volta กระตุ้นให้เกิดความตื่นเต้นทางวิทยาศาสตร์และนำไปสู่การทดลองอื่น ๆ ที่นำไปสู่การพัฒนาด้านไฟฟ้าเคมีในที่สุด
อาเลสซานโดร ได้รับการชื่นชมจาก Napoleon Bonaparte สำหรับการประดิษฐ์ของเขาและได้รับเชิญให้ไปที่สถาบันฝรั่งเศสเพื่อแสดงให้เห็นถึงสิ่งประดิษฐ์ของเขาแก่สมาชิกของสถาบัน Volta ความสุขที่ได้ใกล้ชิดกับจักรพรรดิตลอดชีวิตของเขาและเขาก็ได้รับพระราชทานเกียรติยศมากมาย
อาเลสซานโดร ได้เก้าอี้นักประสบการณ์ทางฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Pavia มาเกือบ 40 ปีและได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางจากนักเรียนของเขา
แม้จะเขาประสบความสำเร็จในวิชาชีพของเขา Volta มักจะเป็นคนมีปัญหาในเรื่องครอบครัวและชัดเจนมากขึ้นในปีต่อๆมา ในเวลานี้เขามักจะมีชีวิตที่สันโดษจากชีวิตสาธารณะ และในชีวิตอยู่กับครอบครัวมากขึ้น จนกระทั่งเขาเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1827 จากอาการเจ็บป่วยที่เขาเป็นตั้งแต่ปีค.ศ. 1823 หน่วย SI ที่มีศักยภาพทางไฟฟ้าตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่เขาในฐานะโวลต์ (volt) 
ชีวิตในวัยเด็กและการทำงาน
อาเลสซานโดร เกิดที่เมืองโกโม  เมืองในปัจจุบันในตอนเหนือของอิตาลีเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1745 และในปี ค.ศ. 1794 Volta ได้แต่งงานกับสตรีชั้นสูงชื่อ Teresa Peregrini และเขาก็ได้ให้กำเนิดบุตรชาย 3 คน ซึ่งเขาได้ยกลูกชายทั้งสามคน ได้แก่ Zanino, Flaminio และ Luigi และพ่อของเขา Filippo Volta ให้เป็นขุนนาง รวมถึงแม่ของเขา Donna Maddalena ที่มาจากครอบครัว Inzaghis
ในปี ค.ศ. 1774 เขาเป็นศาสตราจารย์ทางฟิสิกส์ที่โรงเรียนโรยัลในเมืองโกโม ( Royal School in Como ) หนึ่งปีต่อมาเขาได้ปรับปรุงอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต ( electrophorus ) ซึ่งอุปกรณ์ชิ้นนี้ได้ใช้หลักการของนักวิเคราะห์ชาวสวีเดนชื่อ Johan Wilcke ซึ่งเขาได้อธิบายไว้ในปี ค.ศ.1762 และอุปกรณ์ชิ้นนี้ได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก ในปีค.ศ. 1777 เขาได้เดินทางผ่านสวิสเซอร์แลนด์กับเพื่อนสนิทของเขาที่ชื่อ H. B. de Saussure.
ในช่วงระหว่างปี ค.ศ. 1776 ถึง ค.ศ. 1778 Volta ศึกษาเกี่ยวกับเคมีของก๊าซ เขาค้นคว้าและได้ค้นพบก๊าซมีเทนหลังจากอ่านบทความของ Benjamin Franklin แห่งสหรัฐอเมริกาในหัวข้อ "อากาศติดไฟ"  ( flammable air ) ในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. 1776 เขาค้นพบก๊าซมีเทนที่ทะเลสาบ Maggiore และในปีค.ศ. 1778 เขาได้หาวิธีการแยกก๊าซมีเทน เขาได้คิดค้นวิธีการทดลองการเผาไหม้ของมีเทนโดยใช้ไฟฟ้าในเรือขนส่ง
Volta ยังได้เรียนรู้สิ่งที่เราเรียกว่าความจุไฟฟ้าการพัฒนาวิธีการแยกเพื่อศึกษาทั้งศักยภาพทางไฟฟ้า (V) และประจุ (Q) และค้นพบว่าวัตถุที่กำหนดจะมีสัดส่วน Volta ได้เรียกสิ่งนี้ว่า กฎของความจุไฟฟ้า และผลงานชิ้นนี้ ได้ถูกตั้งชื่อว่า โวลต์
ในปีค.ศ. 1779 ได้เป็นอาจารย์นักประสบการณ์ทางฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Pavia มาเกือบ 40 ปี
Volta และ Galvani

Luigi Galvani นักฟิสิกส์ชาวอิตาเลียนค้นพบสิ่งที่เขาเรียกว่า "ไฟฟ้าสัตว์" เมื่อมีโลหะสองชนิดที่เชื่อมต่อกันอยู่ในชุดที่มีขากบและอีกอันหนึ่ง Volta ตระหนักว่าขากบทำหน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าทั้งสองตัว (สิ่งที่เราเรียกว่า electrolyte) และเป็นเครื่องตรวจจับกระแสไฟฟ้า เขาแทนที่ขากบด้วยกระดาษที่เปียกชุ่มและตรวจพบการไหลของกระแสไฟฟ้าด้วยวิธีการอื่นที่คุ้นเคยกับเขาจากการศึกษาก่อนหน้านี้ 
ด้วยวิธีนี้เขาได้ค้นพบชุดเคมีไฟฟ้าและกฎหมายว่าแรงดึงดูด (emf) ของเซลล์ไฟฟ้าประกอบด้วยอิเล็กตรอนคู่ที่แยกจากกันโดยอิเลคโตรไลท์ คือความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าทั้งสอง ( อิเล็กโทรไลต์ทั่วไปให้ศูนย์ emf สุทธิ ) นี่อาจเรียกว่ากฎไฟฟ้าเคมีของโวลต้า
ในปีค.ศ. 1800 เนื่องจากความไม่เข้ากันของ Galvanic ทำให้ Galvani และ Volta ได้ทำการคิดค้น voltaic ขึ้นมาซึ่งเป็นแบตเตอรี่ไฟฟ้าที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง Volta ได้กำหนดให้คู่ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดของโลหะที่แตกต่างกันในการผลิตไฟฟ้าคือสังกะสีและทองแดง ตอนแรกเขาทดลองกับแต่ละเซลล์ในชุดแต่ละเซลล์เป็นถ้วยไวน์ที่เต็มไปด้วยน้ำเกลือที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสองต่างถูกจุ่มลง กอง voltaic แทนถ้วยกับกระดาษแข็งแช่ในน้ำเกลือ.
แบตเตอรีในช่วงต้น
แบตเตอรีที่โวลตาผลิตได้รับยกย่องเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีเซลล์แรก ประกอบด้วยสองอิเล็กโทรด อันหนึ่งทำจากสังกะสี อีกอันหนึ่งทำจากทองแดง อิเล็กโทรไลต์เป็นกรดซัลฟิวริกผสมน้ำหรือน้ำเกลือเข้มข้นทะเลรูปหนึ่ง อิเล็กโทรไลต์มีอยู่ในรูป 2H+ และ SO42− สังกะสีซึ่งมีศักยะอิเล็กโทรต (electrode potential) สูงกว่าทองแดงและไฮโดรเจน ทำปฏิกิริยากับซัลเฟต (SO42−) ซึ่งมีประจุลบ ไอออนไฮโดรเจน (โปรตอน) ซึ่งมีประจุบวกจับอิเล็กตรอนจากทองแดง ก่อให้เกิดฟองแก๊สไฮโดรเจน H2 ทำให้แท่งสังกะสีเป็นอิเล็กโทรตลบและแท่งทองแดงเป็นอิเล็กโทรดบวก

ฉะนั้น มีสองปลาย และกระแสไฟฟ้าจะไหลหากเชื่อมต่อกัน ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์โวตาอิกนี้เป็นดังนี้
สังกะสี
Zn → Zn2+ + 2e−
กรดซัลฟิวริก
2H+ + 2e− → H2
ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยา แต่ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดสำหรับกระแสไฟฟ้า
ทว่า เซลล์นี้ยังมีข้อเสียบ้าง คือ จัดการได้ไม่ปลอดภัย เพราะกรดซัลฟิวริก แม้เจือจางแล้ว ยังเป็นอันตรายได้ นอกจากนี้ กำลังของเซลล์เสื่อมลงตามเวลาเพราะแก๊สไฮโดรเจนไม่ถูกปล่อยออก แต่สะสมบนผิวของอิเล็กโทรตสังกะสีและก่อเป็นแถบขวางระหว่างสังกะสีและสารละลายอิเล็กโทรไลต์

ปีสุดท้ายและการเกษียณ
ในปี ค.ศ. 1809 Volta กลายเป็นสมาชิกของ ราชบัณฑิตยสถานแห่งเนเธอร์แลนด์ เพื่อเป็นเกียรติแก่งานของเขา Volta ได้รับเกียรติเข้าเฝ้า Napoleon Bonaparte ในปี ค.ศ. 1810 
Volta เกษียณในปี ค.ศ. 1819 ที่เมือง Camnago ซึ่งเป็นเขตปกครองของ Como ประเทศอิตาลี ชื่อ "Camnago Volta" ถูกตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่เขา เขาเสียชีวิตที่นั่น 5 มีนาคม ค.ศ. 1827 ซึ่งในตอนนั้นเขามีอายุได้ 82 ปี ร่างของ Volta ถูกฝังอยู่ในที่เมือง Camnago Volta
มรดก
มรดกของ Volta ได้ถูกเก็บไว้ที่ Tempio Voltiano ( วิหารโวลต้า ) ที่ตั้งอยู่ในสวนสาธารณะริมทะเลสาบ นอกจากนี้ยังมีพิพิธภัณฑ์ที่ได้รับการสร้างขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่เขาซึ่งจัดแสดงอุปกรณ์บางอย่างที่ Volta ใช้เพื่อทำการทดลอง สถานที่ใกล้เคียง Villa Olmo ซึ่งเป็นที่ตั้งของมูลนิธิโวลเทียน ซึ่งเป็นองค์กรที่ส่งเสริมกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์
ความเชื่อทางศาสนา
อาเลสซานโดรยกฐานะคาทอลิกและตลอดชีวิตของเขายังคงรักษาความเชื่อของเขาเพราะบางครั้งเขาก็ไม่ได้รับการบวชเป็นนักบวชตามที่ครอบครัวของเขาคาดไว้บางครั้งเขาก็ถูกกล่าวหาว่าเป็นคนไร้ศาสนาและบางคนก็สันนิษฐานว่าเป็นไปได้ที่จะเป็นที่นับถือศาสนาในแบบของเขาโดยเน้นว่า " เขาไม่ได้เข้าร่วมศาสนจักร  หรือว่าเขาแทบไม่สนใจ คริสตจักรเลย " อย่างไรก็ตามเขาได้ขจัดข้อสงสัยในการประกาศศรัทธาซึ่งเขากล่าวไว้ว่า
“ ฉันไม่เข้าใจว่าทุกคนสามารถสงสัยความจริงใจและความมั่นคงของสิ่งที่แนบไปกับศาสนาที่ฉันยอมรับศาสนาโรมันคาทอลิคและเผยแพร่ศาสนาซึ่งฉันเกิดมาและเติบโตขึ้นและที่ฉันเคยสารภาพผิดทั้งภายนอกและภายใน . ฉันมีและบ่อยครั้งมากเท่านั้นที่ล้มเหลวในการแสดงผลงานที่ดีเหล่านี้ซึ่งเป็นเครื่องหมายของคริสเตียนคาทอลิกและฉันได้รับความผิดบาปมากมาย แต่ด้วยความเมตตากรุณาของพระเจ้าฉันไม่เคยเท่าที่ ฉันรู้ว่า วอกแวก ในความเชื่อของฉัน ... ในความเชื่อนี้ฉันรู้จักของขวัญบริสุทธิ์ของพระเจ้าเป็นพระคุณเหนือธรรมชาติ; แต่ฉันไม่ได้ทอดทิ้งวิธีการของมนุษย์ที่ยืนยันความเชื่อและโค่นข้อสงสัยซึ่งในบางครั้งเกิดขึ้น ฉันศึกษาอย่างรอบคอบบริเวณและพื้นฐานของศาสนาผลงานของ ผู้แก้ตัว และ ผู้ป้ายร้าย เหตุผลและต่อต้านและฉันสามารถพูดได้ว่าผลของการศึกษาดังกล่าวคือการแต่งตัวศาสนาด้วยเช่นระดับความน่าจะเป็นแม้สำหรับเหตุผลธรรมชาติเพียง ว่าวิญญาณทุกอย่างที่ไม่ได้ตั้งใจโดยความบาปและความหลงใหลวิญญาณทุกคนในโลกนี้ต้องรักและยอมรับมัน ขอให้คำสารภาพนี้ได้รับการขอร้องจากข้าพเจ้าและข้าพเจ้ายินดีที่จะมอบหนังสือเขียนและสมัครด้วยมือข้าพเจ้าด้วยอำนาจที่จะแสดงให้ทุกคนเห็นว่าข้าพเจ้าไม่ละอายต่อข่าวประเสริฐ”
หมวดหมู่:บุคคลที่เกิดในปี พ.ศ. 2288
หมวดหมู่:นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี
หมวดหมู่:นักประดิษฐ์ชาวอิตาลี
หมวดหมู่:บุคคลจากแคว้นลอมบาร์เดีย