В 1880 г. в колледж маленького амери­канского городка Оберлин близ Клив­ленда (штат Огайо) поступил Чарлз Мартин Холл (1863—1914). В том же го­лу профессором химии и минералогии этого колледжа стал 36-летний Фрэнк Фаннинг Джуэтт. Встреча первокурсни­ка и преподавателя оказалась решающей в истории алюминия. Джуэтт ранее ста­жировался в Германии, работал у знаме­нитого химика-органика Фридриха Вёлера, обсуждал с ним проблемы получения алюминия. С собой в Америку Джуэтт привёз и образец редкого металла.

Холл увлёкся химией ещё в детстве. Он нашёл старый учебник химии своего отца и усердно штудировал его, ставил опыты. Однажды мать даже устроила ему нагоняй за порчу обеденной ска­терти после самодельного фейерверка. А спустя десять лет Холл стал первым человеком, получившим алюминий электролизом. Впоследствии Джуэтт описал, как это произошло:

«Моим самым важным открытием было открытие человека. В 1880 году я обратил внимание на мальчика лет шестнадцати. Он регулярно заходил в химическую лабораторию, чтобы ку­пить на несколько центов стеклянные трубки, пробирки и тому подобное. Я ничего не знал об этом мальчике, но подумал, что когда-нибудь его имя ста­нет известным: ведь он уже проводит опыты, когда другие думают только об играх и развлечениях. Это был Чарлз М. Холл, который в возрасте 21 года от­крыл способ восстановления алюминия из руды и таким образом сделал алюми­ний тем замечательным металлом, ко­торым теперь широко пользуются во всём мире...».

Когда Холл поступил в колледж, Джуэтт пригласил его в свою лабора­торию и выделил место для работы. Как-то, беседуя со студентами, Джуэтт сказал: «Если кому-нибудь удастся раз­работать дешёвый способ получения алюминия в промышленном масштабе и сделать алюминий металлом массового потребления, то этот человек не толь­ко окажет большую услугу человечест­ву, но заработает огромное состоя­ние». И тут Холл, повернувшись к товарищу, сказал: «Я получу этот ме­талл!». И он принялся за работу.

Холл пытался получать алюминий разными методами, но безуспешно. Наконец, он подумал, что извлечь ме­талл из руды, возможно, удастся с по­мощью электричества. И он занялся электролизом. Учитель снабдил его, чем мог, из оборудования.

Вскоре Холл закончил колледж. В са­рае он устроил маленькую лабораторию и продолжал опыты.

«Как-то утром, спустя шесть меся­цев, — вспоминал Джуэтт, — он при­шёл ко мне, держа что-то в кулаке. „Профессор, я получил его!" — вос­кликнул Холл, протягивая руку: на ла­дони лежал десяток маленьких алю­миниевых шариков. Это произошло 23 февраля 1886 года».

Холлу помогала сестра Джулия, очень интересовавшаяся опытами бра­та. Она сохранила все его письма и ра­бочие журналы.

Источником электричества в то вре­мя могли быть только гальванические элементы. Холл и Джуэтт пользовались элементами Бунзена: угольный катод в концентрированной азотной кислоте помещался в пористом керамическом сосуде, а снаружи находился цинковый анод в разбавленной серной кислоте. Множество таких элементов соединя­лись в батарею. При этом на 1 г выде­ленного алюминия надо было израсхо­довать почти 16 г цинка!

Сначала Холл подверг электролизу водный раствор AlF3 — его легче полу­чить из Al2O3, чем хлорид. Естественно, кроме водорода и гидроксида алюми­ния, у него ничего не получилось.

Чистый AlF3 плавится при 1280 °С, и чтобы понизить его температуру плавления, Холл использовал смесь AlF3 и NaF, по составу аналогичную редко­му природному минералу криолиту Na3AlF6. Он обнаружил, что криолит не только плавится при температуре на 270 °С ниже, но и растворяет значи­тельное количество Al2O3. Как пишет Джулия, счастливая идея использовать смесь солей, возможно, посетила Хол­ла, когда он играл классические сона­ты на «древнем» семейном фортепиа­но. Вот выдержки из её воспоминаний:

«Чарлз всегда был в хорошем на­строении. В часы неудач он находил утешение за нашим стареньким пианино. В своей домашней лаборатории он работал по многу часов без перерыва; а когда он мог ненадолго оставить установку, то мчался через весь наш длинный дом, чтобы немного поиграть. Он был одарённым музыкантом, его иг­ру, полную чарующей экспрессии, мы никогда не забудем. Но иногда каза­лось, что за инструментом сидят два разных человека: я знала, что, играя с таким обаянием и чувством, он посто­янно думает о своей работе. И музыка ему в этом помогала».

Первые опыты были неудачны. Что­бы избежать загрязнения продукта элек­тролиза, Холл поместил в глиняный тигель графитовый, который одновре­менно служил и электродом, а в него уже — реакционную массу. Опыт с но­вым тиглем он провёл 23 февраля 1886 г. Ток шёл несколько часов. Как всегда, в присутствии сестры он охладил плав и раздробил его. На этот раз они обнаружили несколько маленьких сере­бристых шариков, которые растворялись в соляной кислоте! Холл немедленно по­бежал к своему бывшему преподавате­лю, чтобы рассказать об успехе... Сейчас эти шарики хранятся в Американской алюминиевой компании в Питсбурге.

Памятник Ч. М. Холлу в его родном колледже выполнен из алюминия.


Холл знал, как важны доказательст­ва приоритета. Он подробно описал весь процесс в двух письмах и отправил их на хранение брату Джорджу, зани­мавшему важный пост в Довере (штат Нью-Хемпшир). Оказалось, что это не пустая перестраховка: 23 апреля то­го же, 1886 г., француз Поль Эру запатентовал аналогичное изобретение, ко­торое он сделал независимо и почти од­новременно с Холлом. Поразительны и два других совпадения: оба учёных ро­дились и умерли в один год. Чтобы под­твердить приоритет Холла, потребова­лись свидетельства под присягой его сестры и Джуэтта, а также проштемпе­лёванные письма брату.

Уже через два года Холл запустил первую промышленную установку для производства электролитического алю­миния. Оказалось, что огромные ванны работают лучше, чем маленькие тигли, с которыми он так намучился. А нагре­вать шихту можно было тем же током, который выделял алюминий. В то вре­мя ток на заводе вырабатывала динамо-машина, приводимая в движение паром.

Метод Холла позволил получать сравнительно недорогой алюминий в больших масштабах. Если с 1855 до 1890 г. по методу Сент-Клер Девиля бы­ло произведено лишь 200 т алюминия, то за следующее десятилетие по ново­му методу — уже 28 тыс. тонн!

Пророчества Джуэтта сбылись: к Холлу пришло мировое признание, он стал почётным членом многих научных обществ, а в 1911 г. ему присудили очень престижную премию имени Перкина и золотую медаль. На церемонии награждения в Нью-Йорке присутство­вал его «соперник» Поль Эру, который произнёс прочувственную речь. Холл ответил тем же.

А вот личная жизнь у Холла (как и у его сестры) не сложилась: невеста устала ждать, когда он поймает свою фор­туну, и расторгла помолвку. Холл нашёл утешение в своей семье и родном кол­ледже, где он проработал членом прав­ления до конца жизни. Как писал его брат Джордж, «колледж был для него и женой, и детьми, и всем остальным — всю его жизнь». Колледжу учёный завешал и большую часть своего наслед­ства — 5 млн. долларов. Умер Холл от лейкемии в возрасте 51 года.