Wo die Korrosionswissenschaft und der kathodische Schutz begannen

Unweit des Piccadilly Circus im Londoner West End steht das beeindruckende Gebäude der Royal Institution, das 1799 zur Förderung der Wissenschaft eröffnet wurde. In diesem Gebäude leisteten zwei der bedeutendsten Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts bedeutende Beiträge zur Korrosionswissenschaft und -technologie, darunter Arbeiten zu den Grundlagen der galvanischen Korrosion, die Entdeckung des kathodischen Schutzes (CP) und die Schaffung der Terminologie für noch bestehende Korrosionsreaktionen heute nutzen.

Von Anfang an hielt es die Royal Institution für wichtig, die breite Öffentlichkeit zu erreichen, um die Bedeutung der Wissenschaft in allen Lebensbereichen zu verdeutlichen. Sie beauftragte 1801 den jungen Chemiker Humphry Davy (1778–1829), in öffentlichen Vorträgen unterhaltsame und spektakuläre Demonstrationen der Wissenschaft zu inszenieren. Diese wurden zu einer der beliebtesten Veranstaltungen in London und die Albemarle Street wurde zur ersten Einbahnstraße. Davy richtete außerdem ein Labor für wissenschaftliche Forschung ein und erhielt für seine Erfindung der Bergmannssicherheitslampe den Ritterschlag. Weniger bekannt waren jedoch seine Forschungen zur Elektrochemie. Nachdem Volta Ende der 1790er Jahre in Italien die elektrische Batterie entdeckt hatte, begann Davy mit dem Bau der damals größten Batterie der Welt mit 2.000 Plattenpaaren. Damit gelang es ihm erstmals, Elemente wie Natrium, Kalium, Kalzium und andere reaktive Elemente zu isolieren. Er zeigte, dass es einen Zusammenhang zwischen chemischer Reaktivität und Elektrizität gibt, und erstellte die wahrscheinlich erste galvanische Reihe, die er wie folgt beschrieb: „Die verschiedenen Substanzen sind in der Reihenfolge ihrer bekannten galvanischen Kräfte angeordnet und werden sich zeigen. wie eng chemische Kräfte mit der Entstehung von Galvanismus verbunden sind.“

Davy erkannte die Bedeutung unterschiedlicher Metalle für das Korrosionsverhalten: „Eisennägel verschleißen schnell, wenn sie zur Befestigung von Kupferblechen an Schiffen verwendet werden, und Eisenstifte, die zur Befestigung von Blei an Gebäudedächern verwendet werden, rosten sehr schnell, was auf die zunehmende chemische Bearbeitung zurückzuführen ist.“ die elektrische Energie des Kontakts.“ Er wurde gebeten, die Korrosion von Kupferverkleidungen zu untersuchen, die dazu dienen, Würmer vor Angriffen auf die Rümpfe hölzerner Marineschiffe zu schützen. Im Jahr 1824 fand Davy heraus, dass das Anbringen von „Schutzvorrichtungen“ aus Eisen oder Zink Kupferkorrosion verhinderte, und war damit Vorreiter bei CP. Leider war diese große Entdeckung ein praktischer Misserfolg, da Kupfer korrodieren muss, um die Bildung von Meeresbewuchs zu verhindern. Aber Davy kann als der Vater von CP und als wichtiger Pionier im Verständnis der Korrosion angesehen werden.

Davys Nachfolger an der Royal Institution wurde ein noch berühmterer Wissenschaftler. Michael Faraday (1791–1868) ist zu Recht für seine Entdeckungen im Elektromagnetismus bekannt, die zur Entwicklung des Elektromotors und des elektrischen Generators führten. Faraday war aber auch in der Elektrochemie tätig, zunächst als Assistent von Sir Humphry Davy. Seine wichtigste Entdeckung auf diesem Gebiet waren seine gleichnamigen Elektrolysegesetze, die den Zusammenhang zwischen Stromstärke und Menge des korrodierten Metalls aufzeigten. Es ist ironisch, dass die nützlichste mathematische Formel in der Korrosionswissenschaft von Faraday entdeckt wurde, da er die Schule im Alter von 12 Jahren verlassen hatte und sich immer seiner mangelnden mathematischen Fähigkeiten bewusst war. Er leistete weitere Beiträge. Nach Gesprächen mit dem Cambridge-Polymath William Whewell prägte er die Nomenklatur der Elektrochemie, mit der wir heute vertraut sind (Elektrode, Anode, Kathode, Ion, Anion, Kation, Elektrolyse und Elektrolyt). Im Jahr 1836 führte er Experimente zur Eisenpassivität durch und stellte fest, dass Eisen in konzentrierter Salpetersäure (HNO3) nicht korrodierte, während in verdünnter HNO3 eine schnelle Auflösung beobachtet wurde. Er ist wahrscheinlich auch der Erste, der die kombinierte Verwendung von Schutzbeschichtungen und CP für Meeresstrukturen vorschlägt, eine Technik, die heute weit verbreitet ist, als er um Rat zum Schutz von Pfählen für Leuchttürme gebeten wurde:

„Obwohl Eisen ein Körper ist, der der Einwirkung von Meerwasser sehr ausgesetzt ist, scheint es …, dass es vorteilhaft in Schiffskonstruktionen eingesetzt werden kann, die dauerhaft sein sollen, insbesondere wenn die gemeinsame Wirkung von Konservierungsschichten und Voltaikschutzmitteln angewendet wird.“

Die Royal Institution ist ein würdiger Ort, um diese Serie abzuschließen, da sie uns zurück zum korrosionsbeständigsten Metall – Iridium – bringt, das im ersten Artikel besprochen wurde. Nach Angaben der Royal Society of Chemistry gab Smithson Tennant, der Entdecker von Iridium im Jahr 1803, seine Entdeckung … in der Royal Institution bekannt.