Was ist eine Voltaic Cell?
Eine Voltaikzelle ist ein Gerät, das zwei verschiedene Metalle miteinander verbindet und das kombinierte Teil in eine Art Flüssigkeit eintaucht, die eine leitfähige Atmosphäre erzeugt. Der allgemeine Zweck einer Volta-Zelle besteht darin, die chemische Reaktion zwischen den Metallen und der Flüssigkeit in eine elektrische Ladung umzuwandeln. Eines der häufigsten Beispiele ist lediglich eine Batterie, mit der Geräte, die nicht an eine zentrale Stromquelle angeschlossen sind, mit Strom versorgt werden.
Die grundlegende Funktionsweise einer Volta-Zelle beruht auf der Verwendung der galvanischen Technik. Eine galvanische Voltaizelle besteht aus zwei Metallen wie Kupfer und Zink, die sehr nahe beieinander liegen. Dieses einheitliche Stück wird dann mit Salzwasser bedeckt, wodurch die elektrochemische Reaktion stattfindet. Der Schlüssel hinter der Reaktion liegt in der Tatsache, dass das Metall Kationen enthält, Ionen mit mehr Protonen als Elektronen. Kationen reagieren mit dem Wasser, das Anionen enthält, Ionen mit mehr Elektronen als Protonen.
Es ist notwendig, beide Metalle durch eine kleine Barriere getrennt zu halten. Dies liegt daran, dass ein Metall die Oxidation im anderen verringert, während das andere Metall die Oxidation verstärkt. Die Reaktion zwischen den Kationen und den Anionen erzeugt einen Elektronenaustausch und dadurch die Erzeugung von Elektrizität.
Wenn eine Anzahl dieser galvanischen Voltaizellen in Reihe geschaltet wird, spricht man von einem Voltaikstapel. Das Abwechseln der beiden Metalle mit einer Art Elektrolytbarriere kann die elektrochemische Reaktion hervorrufen. Wenn die beiden Enden des Voltaic Pile verbunden sind, wird elektrischer Strom erzeugt, mit dem dann andere Geräte in Form einer Batterie gespeist werden können.
Eine der Nebenwirkungen der voltaischen Reaktion ist Korrosion. Aufgrund der fortgesetzten chemischen Reaktion führt der Elektronenaustausch letztendlich zum Abbau der Metalle. Dies ist der Grund, warum eine Batterie irgendwann einmal leer wird, anstatt für immer zu halten.
Die Verwendung der Voltaikzelle scheint auf die Antike mit der Entdeckung der Bagdader Batterie im Jahr 1936 zurückzuführen zu sein, einer Reihe von galvanischen Zellen, die in den ersten Jahrhunderten n. Chr. In großen Gläsern aufbewahrt wurden. Erst die Arbeit von Luigi Galvani Ende des 18. Jahrhunderts führte zur Modernisierung der Batterietechnologie. Galvani stellte fest, dass er durch die Verbindung von Kupfer und Zink die Muskeln eines Froschschenkels krampfen ließ. Alessandro Volta nahm diese Informationen und passte sie 1800 an den Voltaic Haufen an.