Die Entdeckung der Batterie war ein Unfall

Batterien sind aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken, doch ihre Entdeckung war eigentlich ein Zufall, der durch eine wissenschaftliche Kontroverse ausgelöst wurde.

Im Jahr 1757 entdeckte man, dass sich die Beine eines Frosches zusammenziehen, wenn man Elektrizität durch sie hindurchleitet. Es gibt jedoch keine allgemein anerkannte Erklärung dafür, warum dieses Phänomen auftritt.

Ein italienischer Physiker namens Galvani wollte dieses Phänomen systematisch untersuchen. Er fand heraus, dass verschiedene externe Elektrizitätsquellen die Kontraktion der Froschschenkel bewirken konnten. Er entdeckte jedoch auch unerwarteterweise, dass sich die Froschschenkel auch ohne externe Energiequelle zusammenziehen konnten. Wenn Sie beispielsweise ein Ende eines Kupferdrahtes mit dem Bein eines Frosches verbinden und das andere Ende den Nerv des Froschbeins berührt, zieht sich das Froschbein zusammen.

Da es sich um eine Kontraktion handelt, gibt es Strom. Woher kommt der Strom? Galvani glaubte, dass diese Kontraktion auf dem gleichen Prinzip beruhen müsse wie die Bewegung des Frosches im lebendigen Zustand, nämlich dass die Beine des Frosches selbst Elektrizität erzeugen und so die Bewegung der Muskeln antreiben. Er glaubte außerdem, dass das, was die Alten Lebenskraft nannten, diese geheimnisvolle Elektrizität sei. Wenn andererseits einem toten Körper Elektrizität zugeführt wird, kann ein Phänomen erreicht werden, das einer Auferstehung ähnelt.

Galvanis Theorie war einst recht populär und wurde bei verschiedenen öffentlichen Aufführungen verwendet. Im Jahr 1803 führte Galvanis Neffe in London eine aufsehenerregende Demonstration durch: Er versetzte einem kürzlich hingerichteten Gefangenen einen Elektroschock. Die Zuschauer beobachteten erstaunt, wie in dem Moment, als der Strom durch das Gesicht floss, der Kiefer der Leiche zu zittern begann, die angrenzenden Muskeln sich sichtbar verspannten und sogar ein Auge geöffnet wurde. Der nächste Elektroschock führte außerdem dazu, dass sich die rechte Hand öffnete und die Beine und Füße bewegten. Mary Shelleys Roman „Frankenstein“ gilt als der erste Science-Fiction-Roman der Welt, und die Handlung um die wieder zum Leben erweckte Leiche wurde von Galvanis Theorie beeinflusst.

Ein anderer italienischer Wissenschaftler, Alessandro Volta, stellte Galvanis Theorie jedoch in Frage. Volta interessierte sich auch für das Experiment, Frösche mithilfe von Elektrizität in Bewegung zu versetzen, stieß jedoch bei der Durchführung selbst auf ein Problem. Die Bewegung der Froschschenkel scheint mit dem Metall zusammenzuhängen, mit dem die Schenkel berührt werden. Insbesondere wenn ein einzelnes Metall verwendet wird, um etwas zu berühren, ist die Bewegung sehr gering, aber wenn zwei Metalle zusammen verwendet werden, ist der Effekt viel deutlicher.

Wenn das Zucken auf die eigene Elektrizitätserzeugung des Organismus zurückzuführen ist, sollte die Art des verwendeten Metalls keine Auswirkungen haben. Auf dieser Grundlage glaubte Volta, dass es sich nicht um Elektrizität aus Lebewesen, sondern um Elektrizität aus Metallen handele. Seine Erklärung war, dass beim Kontakt verschiedener Objekte ein elektrisches „Ungleichgewicht“ entsteht und somit Elektrizität erzeugt wird. Dieses Ungleichgewicht kann auftreten, wenn organische Stoffe und Metalle in Kontakt kommen, und es ist noch deutlicher, wenn die beiden Metalle zusammen sind.

Die Debatte zwischen Galvani und Volta dauerte mehrere Jahre, wurde jedoch durch einen Unfall unterbrochen, bevor sie zu einem Abschluss kommen konnte. Im Jahr 1797 besetzte Frankreich Norditalien und errichtete ein Marionettenregime, das von allen Universitätsprofessoren verlangte, der neuen Regierung die Treue zu schwören. Aufgrund seiner Weigerung, die Treue zu schwören, wurden Galvani jeglicher akademischer Status und jegliche Finanzierung entzogen, seine Forschung musste abgebrochen werden und er starb ein Jahr später in Armut.

Volta, der vom Krieg nicht betroffen war, setzte seine Forschungen fort. Er wollte beweisen, dass die Quelle der Elektrizität der Kontakt von Metallen sei und nichts mit Tieren zu tun habe. Wenn die beiden Metalle jedoch direkt zusammengefügt werden, sind keine Auffälligkeiten erkennbar. Dies liegt daran, dass in dem Moment, in dem die beiden in Kontakt kommen, ein neues Gleichgewicht erreicht wird und nur lebende Organismen diesen momentanen Strom wahrnehmen können. Ohne Tiere gäbe es zwar elektrische Ströme, diese könnten jedoch nicht beobachtet werden.

Volta probierte viele Methoden aus und beobachtete schließlich die Entstehung von Elektrizität, als er die Metalle mit in Salzwasser getränkter Pappe trennte. Durch das Vorhandensein von Salzwasser können die Metalle weiterhin chemisch reagieren, wodurch der elektrische Strom stetig und kontinuierlich erzeugt werden kann. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Voltaschen Säule, die erste Batterie der Welt.

Obwohl die Batterie damals keinen praktischen Nutzen hatte, veränderte sie die Elektroforschung völlig. Batterien können jederzeit und überall eine stabile und steuerbare Spannung und Stromstärke liefern und ermöglichen so die quantitative Forschung im Bereich Elektrizität sowie Forschung, die eine langfristige Stromversorgung erfordert. Davy und Faraday führten mit Batterien Elektrolyseexperimente durch und entdeckten eine Reihe neuer Elemente wie Natrium, Kalium und Chlor, während Ohm mit Batterien die als Ohmsches Gesetz bekannte Beziehung zwischen Spannung, Stromstärke und Widerstand entdeckte.

Obwohl Galvani in seinem Experiment die Quelle der Elektrizität falsch einschätzte, erriet er den Mechanismus der biologischen Bewegung. Spätere Experimente zeigten, dass lebende Organismen ihre Bewegungen tatsächlich über elektrische Signale übertragen und deshalb externen elektrischen Strom als Bewegungsanweisung erkennen. Heute gilt Galvani als Vater der modernen Elektrophysiologie, die theoretischen Grundlagen des Elektrokardiogramms und Elektroenzephalogramms gehen auf ihn zurück.