آلساندرو ولتا و سلول ولتایی: نخستین گام در تولید جریان برق

آشنایی با آلساندرو ولتا

آلساندرو ولتا (Alessandro Volta) دانشمند فیزیک‌دان و شیمیدان ایتالیایی بود که در سال 1745 در کومو، ایتالیا به دنیا آمد. او یکی از پیشگامان بزرگ در زمینه الکتریسیته و الکتروشیمی به‌شمار می‌رود.

ولتا به دلیل ساخت اولین منبع مداوم جریان الکتریکی — که بعدها به آن سلول ولتا گفته شد — شهرت جهانی یافت. واحد اندازه‌گیری پتانسیل الکتریکی در سیستم بین‌المللی به افتخار او ولت (Volt) نام‌گذاری شده است.

سلول ولتایی چیست؟

سلول ولتایی (Voltaic Cell)، که با نام سلول گالوانی اولیه هم شناخته می‌شود، دستگاهی است که انرژی شیمیایی ناشی از واکنش‌های اکسایش کاهش را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند.

اختراع سلول ولتا

در سال 1800، آلساندرو ولتا برای اولین بار توانست منبعی پایدار از جریان الکتریکی ایجاد کند. او با چیدن صفحات فلز روی (Zn) و نقره (Ag) به‌صورت لایه‌لایه، و قراردادن پارچه یا مقوای آغشته به آب‌نمک یا اسید بین آن‌ها، اولین باتری جهان را ساخت.

این ترکیب، که بعدها به نام پیل ولتایی (Voltaic Pile) شناخته شد، اولین منبع جریان مداوم الکتریکی در تاریخ بود.

ساختار سلول ولتایی اولیه

• لایه‌ای از روی (Zn)
• لایه‌ای از پارچه یا مقوا آغشته به الکترولیت
• لایه‌ای از نقره (Ag) یا مس (Cu)

این ترکیب بارها روی هم قرار می‌گرفت. ولتا متوجه شد که در دو سر این ستون، اختلاف پتانسیلی به وجود می‌آید که می‌تواند الکترون‌ها را در یک مدار به حرکت درآورد و جریان برق تولید کند.

اهمیت سلول ولتا در علم و فناوری

• آغاز الکتروشیمی: سلول ولتایی نخستین ابزار عملی برای مطالعه‌ی واکنش‌های الکتروشیمیایی بود.
• ابداع باتری‌ها: این اختراع، الهام‌بخش توسعه‌ی باتری‌ها و پیل‌های شیمیایی مدرن شد.
• تحول در فیزیک و شیمی: اختراع ولتا مسیر کشف قوانین جریان الکتریکی، قانون اهم و مفاهیم مدار را هموار کرد.
• کاربرد در آزمایش‌ها: بسیاری از کشفیات بعدی — از تجزیه آب گرفته تا کشف الکترولیز — با استفاده از پیل ولتایی انجام شدند.

تفاوت سلول ولتا با سلول‌های مدرن

• مواد اولیه ساده: سلول ولتا از فلزات ابتدایی و الکترولیت ضعیف ساخته می‌شد.
• جریان کم و ناپایدار: بر خلاف باتری‌های امروزی، جریان تولیدی نوسان داشت و قابل کنترل نبود.
• فاقد مدار داخلی و پوسته محافظ: امروزه باتری‌ها طراحی مهندسی‌شده‌تری دارند و امن‌ترند.

میراث آلساندرو ولتا

آلساندرو ولتا نه‌تنها یک مخترع، بلکه آغازگر عصری نوین در علم بود. امروزه فناوری‌هایی مانند:

• باتری‌ها
• پیل‌های سوختی
• ابزارهای پزشکی
• تجهیزات الکترونیکی قابل حمل
  و حتی خودروهای برقی، همه به اصولی که او پایه‌گذاری کرد وابسته‌اند.

جمع‌بندی

اختراع سلول ولتا توسط آلساندرو ولتا، نقطه عطفی در تاریخ علم بود. این سلول نه‌تنها نخستین منبع پایدار جریان برق را ایجاد کرد، بلکه مسیر تحقیق در الکتروشیمی و ساخت باتری‌ها را نیز هموار نمود. میراث او همچنان در زندگی روزمره ما جاری است.