Grove, William Robert

(b. Swansea, Wales, 11 Juli 1811; d. London, England, 1 August 1896)

Elektrochemie, Physik

Grove war der einzige Sohn von John Grove, Magistrat und stellvertretender Leutnant für Glamorganshire, und seine Frau Anne Bevan. Er wurde privat und am Brasenose College in Oxford ausgebildet und schloss 1832 mit einem BA und 1835 mit einem MA ab. Er wurde Rechtsanwalt, wandte sich aber offenbar aus gesundheitlichen Gründen bald vom Recht zur Wissenschaft, zu der er immer eine Neigung gehabt hatte. Er gewann bald einen Ruf in der vergleichsweise neuen, aber schnell wachsenden Wissenschaft der Elektrochemie, insbesondere mit seiner Entwicklung der Grove-Zelle, eine verbesserte Form der voltaischen Zelle, die sehr populär wurde. Es wurde zum Beispiel von Faraday in seinen Vorlesungsvorführungen an der Royal Institution verwendet.Grove wurde 1840 zum Fellow der Royal Society gewählt und war von 1841 bis 1846 Professor für experimentelle Philosophie an der Londoner Institution. 1837 hatte er Emma Maria Powles geheiratet, die 1879 starb; Sie hatten zwei Söhne und vier Töchter. Um den finanziellen Bedürfnissen einer wachsenden Familie gerecht zu werden, kehrte Grove, ohne jedoch die wissenschaftlichen Aktivitäten vollständig aufzugeben, zur Rechtspraxis zurück und wurde 1853 Anwalt der Königin. 1856 verteidigte er William Palmer, den “Rugeley Poisoner”, in einem berühmten Mordprozess. Er wurde ein Richter 1871, und obwohl es war dachte, dass sein spezielles Wissen besonders wertvoll sein würde, Fälle zu versuchen, die Verletzung von Patenten einschließen, wurde es gefunden, dass er sich mehr für den Gegenstand des Patents interessierte, manchmal Verbesserungen vorschlagend, als in den bloßen gesetzlichen Aspekten des Falles.

Einer der Hauptdefekte früher Zink-Kupfer—Zellen war die Polarisation aufgrund der Ansammlung eines Wasserstoffblasenfilms auf der Oberfläche der Kupferplatte – dieser Film hatte nicht nur einen hohen Widerstand und schwächte so den Strom, sondern erzeugte auch eine Gegen-EMK. Die Polarisation wurde bereits 1829 von Antoine-César Becquerel überwunden, der zwei durch eine poröse Trennwand getrennte Flüssigkeiten verwendete. Bei der ersten praktischen Anwendung des von J. F. Daniell entwickelten Zweiflüssigkeitsprinzips wurde die mit der Kupferplatte in Kontakt stehende Kupfersulfatlösung durch unglasiertes Steingut von der die Zinkplatte enthaltenden Schwefelsäure getrennt. Diese Anordnung ergab eine relativ konstante emk von etwa 1,1 Volt.1

Nach einer Reihe von Experimenten 2 mit verschiedenen Metallen und Elektrolyten sowie verschiedenen Behältern beschrieb Grove, was die Standardform seiner Batterie werden sollte, bestehend aus Zink in verdünnter Schwefelsäure und Platin in konzentrierter Salpetersäure (oder einer Mischung aus Salpetersäure und Schwefelsäure), was eine EMK von fast zwei Volt ergab. Im Jahr 1841 wurde das Platin durch Kohlenstoff in Bunsens Anpassung der Zelle ersetzt.

Es ist wichtig, dass die oben beschriebene Zelle nicht mit dem verwechselt wird, was Grove seine “Gasbatterie” nannte, die in der Tat die früheste Brennstoffzelle war; Ihre Möglichkeiten wurden erst kürzlich ausgeschöpft. In einem Nachwort zu dem Brief, der seine ersten Experimente an voltaischen Zellen beschreibt, Grove beschrieb, wie, wenn Reagenzgläser aus Wasserstoff und Sauerstoff getrennt über zwei Platinstreifen gelegt wurden, versiegelt in und ragte durch den Boden eines Glasgefäßes, das verdünnte Schwefelsäure enthielt, so dass die Hälfte jedes Streifens mit der Säure in Kontakt stand und die Hälfte dem Gas ausgesetzt war, Ein Strom floss durch einen Draht, der die vorstehenden Enden verband.3 In nachfolgenden Experimenten erhielt Grove einen starken Strom unter Verwendung von Wasserstoff und Chlor und nennenswerte Ströme mit anderen Gaspaaren. Grove erkannte, dass die elektrische Energie aus der chemischen Energie resultierte, die freigesetzt wurde, wenn Wasserstoff und Sauerstoff kombiniert wurden, und dass diese elektrische Energie zum Zersetzen von Wasser verwendet werden konnte (er führte tatsächlich die Elektrolyse von Wasser mit Strom aus seiner Gasbatterie durch). Diese Erkenntnis regte Gedanken an, die ihn seit einiger Zeit beschäftigten: “Diese Batterie legt fest, dass Gase beim Kombinieren und Annehmen einer flüssigen Form eine ausreichende Kraft entwickeln, um eine ähnliche Flüssigkeit zu zersetzen und sie in eine gasförmige Form zu bringen. Dies ist meiner Meinung nach der interessanteste Effekt der Batterie; es zeigt ein so schönes Beispiel für die Korrelation der Naturkräfte.”4

Das Konzept, das dieser Beobachtung zugrunde liegt, wurde zuerst kurz in einem Vortrag im Januar 1842 über den Fortschritt der Physik seit der Eröffnung der Londoner Institution dargelegt und dann in einer Reihe von Vorträgen im folgenden Jahr entwickelt. Die Substanz dieser Vorlesungen bildete das Material für Groves Buch Über die Korrelation physikalischer Kräfte, das erstmals 1846 veröffentlicht wurde. Zu jeder der fünf folgenden Ausgaben wurde neues Material hinzugefügt. Die Arbeit war eine frühe Aussage über das Prinzip der Energieeinsparung, eines von mehreren zu dieser Zeit5.Grove beschrieb 1845 einige Experimente, die er vier oder fünf Jahre zuvor über die Möglichkeit der Verwendung von Lichtbogenbeleuchtung in Minen durchgeführt hatte, und behauptete, sein mangelnder Erfolg habe ihn zu der Idee geführt, eine Helix aus Platindraht in einem Glasgefäß zu versiegeln und durch elektrischen Strom zu zünden; Die resultierende Vorrichtung scheint die früheste Form der Glühlampe gewesen zu sein6.

1846 gab Grove den ersten experimentellen Beweis der Dissoziation. Er zeigte, dass Dampf in Kontakt mit einem stark erhitzten Platindraht in Wasserstoff und Sauerstoff dissoziiert wurde. Er zeigte auch, dass die Reaktionen

CO2 + H2 = CO + H2O

CO + H2O = CO2 + H2

unter den gleichen Bedingungen ablaufen konnten. Er vertrat die Ansicht, dass der Platindraht lediglich das chemische Gleichgewicht instabil mache und die Gase sich den Umständen entsprechend wieder in ein stabiles Gleichgewicht versetzten. Unter anderem machte er zunächst auf das gestreifte Erscheinungsbild verdünnter Gase in Entladungsröhren aufmerksam.Grove war eines der Gründungsmitglieder der Chemical Society, und auf der Jubiläumsversammlung 1891 sagte er: “Ich für meinen Teil muss sagen, dass die Wissenschaft für mich im Allgemeinen nicht mehr interessant ist, da sie nützlich wird.”Es gibt daher vielleicht eine gewisse Ironie in der Tatsache, dass so viel von seiner Arbeit zu wichtigen praktischen Konsequenzen führte, aber sein Beitrag zum Konzept der Energieeinsparung (für die er sich, wie aus den Vorworten zu den aufeinanderfolgenden Ausgaben seines Buches hervorgeht, nicht ausreichend anerkannt fühlte) wurde von der Arbeit anderer überschattet. Als Mitglied des Rates der Royal Society in den Jahren 1846 und 1847 und einer ihrer Sekretäre in den folgenden zwei Jahren spielte er eine führende Rolle in der Reformbewegung der Gesellschaft.7 Er wurde 1872 zum Ritter geschlagen.

ANMERKUNGEN

1. Grove bestritt, dass die Ideen, die zur Entwicklung seiner Zelle führten, Daniell etwas zu verdanken hatten, Eine Leugnung, die zu einem scharfen Briefwechsel zwischen den beiden Männern führte: siehe Philosophical Magazine, 20 (1842), 294-304: 21 (1842), 333-335, 421-422; 22 (1843), 32-35.

2. Die Evolution der Zelle wird in den in der Bibliographie aufgeführten Artikeln beschrieben. Der vollste Bericht über seine Verfeinerungen und Wirkungsweise ist in Philosophical Magazine, 15 (1839), 287-293.

3. Für eine Erklärung in modernen Begriffen und die zeitgenössische Bedeutung dieses Experiments siehe K. R. Webb, “Sir William Robert Grove (1811-1896) and the Origins of the Fuel Cell”, in Journal of the Royal Institute of Chemistry, 85 (1961), 291-293; und J. W. Gardner, Electricity Without Dynamos (Harmondsworth, 1963), S. 42 und 49 ff.

4.Philosophische Zeitschrift, 21 (1842), 420.

6.Philosophische Zeitschrift, 27 (1845), 442-446.

7. Siehe H. Lyons, The Royal Society 1660-1940 (Cambridge, 1944), S. 259 ff.

BIBLIOGRAPHIE

I. Originalwerke. Groves einziges Buch ist über die Korrelation physikalischer Kräfte (London, 1846; 6. Aufl., mit Nachdrucken von vielen von Groves Papieren, 1874). Seine Papiere sind in der Royal Society Catalogue of Scientific Papers, III (London, 1869), 31-33 aufgeführt. Die Hauptarbeiten über die Grove-Zelle sind “Über voltaische Reihen und die Kombination von Gasen durch Platin” in Philosophical Magazine, 14 (1839), 127-130 (siehe 129-130 für das Nachwort, das die ersten Experimente an der “Gasbatterie” beschreibt)); “Auf einer neuen voltaischen Kombination”, ebd., 388-390; und “Auf einer kleinen voltaischen Batterie von großer Energie Einige Beobachtungen über voltaische Kombinationen und Formen der Anordnung; und über die Inaktivität einer positiven Kupferelektrode in Nitro-Schwefelsäure”, ebd., 15 (1839), 287–293. Siehe auch Bericht über das neunte Treffen der British Association for the Advancement of Science in Birmingham im August 1839 (London, 1840), S. 36-38. Papiere über die Gasbatterie sind “Über eine gasförmige Voltaikbatterie” in Philosophical Magazine, 21 (1842), 417-420; und “Auf der Gas-Voltaik-Batterie” in Philosophical Transactions der Royal Society, 133 (1843), 91-112; 135 , (1845), 351-361.Andere Arbeiten, auf die im Text Bezug genommen wird, sind “Über die Anwendung der voltaischen Zündung zum Anzünden von Minen”, in Philosophical Magazine, 27 (1845), 442-446 “Über bestimmte Phänomene der voltaischen Zündung und die Zersetzung von Wasser in seine konstituierenden Gase durch Wärme”, in Philosophical Transactions of the Royal Society, 137 (1847) 1-21; und “Über die elektrochemische Polarität von Gasen”, ebd., 142 (1852), 87-101 (die erste Erwähnung seiner Beobachtung von “Striae” erscheint am Ende dieses Papiers). Siehe auch “On the Striae Seen in the Electrical Discharge in vacuo” in Philosophical Magazine, 16 (1858), 18-22 und “On the Electrical Discharge and Its Stratified Appearance in Rarefied Media” in Proceedings of the Royal Institution of Great Britain, 3 (1858-1862), 5-10.

II. Sekundärliteratur. Über Grove und seine Arbeit siehe den kurzen Nachruf von A. Gray in Nature, 54 (1896), 393-394; K. R. Webb, “Sir William Robert Grove (1811-1896) und die Ursprünge der Brennstoffzelle”, im Journal of the Royal Institute of Chemistry, 85 (1961), 291-293; und JG Crowther, “William Robert Grove”, in Statesmen of Science (London, 1965), S. 77-101, die sich hauptsächlich mit Groves Beiträgen zu den Reformen in der Royal Society befasst.

E. L. Scott

(b. Swansea, Wales, 11 Juli 1811; d. London, England, 1 August 1896) Elektrochemie, Physik Grove war der einzige Sohn von John Grove, Magistrat und stellvertretender Leutnant für Glamorganshire, und seine Frau Anne Bevan. Er wurde privat und am Brasenose College in Oxford ausgebildet und schloss 1832 mit einem BA und 1835 mit einem MA ab.…

(b. Swansea, Wales, 11 Juli 1811; d. London, England, 1 August 1896) Elektrochemie, Physik Grove war der einzige Sohn von John Grove, Magistrat und stellvertretender Leutnant für Glamorganshire, und seine Frau Anne Bevan. Er wurde privat und am Brasenose College in Oxford ausgebildet und schloss 1832 mit einem BA und 1835 mit einem MA ab.…

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