Nauka

Nagroda Nobla z chemii 2019 za akumulator litowo-jonowy

John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham i Akiro Yoshino, laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 2019 r. John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham i Akiro Yoshino, laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 2019 r. Niklas Elmehed / Nobel Media
Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii za rok 2019 uhonorowano – za stworzenie i rozwój baterii litowo-jonowych – Amerykanina Johna B. Goodenougha, Brytyjczyka M. Stanleya Whittinghama i Japończyka Akirę Yoshino.

Królewska Szwedzka Akademia Nauk wyróżniła w tym roku trzech naukowców, którzy niezależnie i na przestrzeni lat pracowali nad stworzeniem i rozwojem systemu litowo-jonowego – podstawy dla najlepszych baterii, jakie do tej pory udało się wyprodukować.

Spośród tegorocznych laureatów zwraca uwagę John B. Goodenough, który – jako urodzony w lipcu 1922 r. – został najstarszym noblistą w historii, wyprzedzając w tym rankingu o kilka tygodni zeszłorocznego laureata w dziedzinie fizyki Arthura Ashkina. Trzej wyróżnieni naukowcy podzielą się nagrodą w wysokości 9 mln koron szwedzkich.

Whittingham, Goodenough, Yoshino i bateria litowo-jonowa

Podstawa baterii litowo-jonowej została stworzona w związku z kryzysem naftowym w latach 70. ubiegłego wieku. Stanley Whittingham pracował wtedy nad metodami, które mogłyby doprowadzić do powstania technologii energii bez paliw kopalnych. Zaczął badać nadprzewodniki i odkrył niezwykle bogaty w energię materiał, którego użył do stworzenia innowacyjnej katody w baterii litowej. Został on wykonany z dwusiarczku tytanu, który na poziomie molekularnym ma przestrzenie, w których mogą mieścić się jony litu. Anoda baterii została częściowo wykonana z metalicznego litu, który ma silny „napęd” do uwalniania elektronów.

John Goodenough w 1980 r. przewidział, że katoda będzie miała jeszcze większy potencjał, jeśli zostanie wykonana przy użyciu tlenku metalu zamiast siarczku metalu. Po systematycznych poszukiwaniach wykazał, że tlenek kobaltu w powiązaniu z jonami litu może wytwarzać dwukrotnie większą moc.

I wreszcie Akira Yoshino w 1985 r. stworzył pierwszą komercyjnie opłacalną baterię litowo-jonową. Zamiast reaktywnego litu w anodzie zastosował koks naftowy (materiał węglowy).

Czytaj więcej: Rewolucja w bateriach

Baterie litowo-jonowe – wielkie osiągnięcie ludzkości?

W rezultacie powstała bateria, która w sensie dosłownym miała wielki potencjał energetyczny: ponad dwa wolty. Lekki, wytrzymały akumulator, który można ładować setki razy, zanim pogorszy się jego wydajność. Zaletą akumulatorów litowo-jonowych jest to, że nie są one oparte na reakcjach chemicznych rozkładających elektrody, ale na jonach litu przepływających tam i z powrotem między anodą i katodą.

Śmiało można powiedzieć, że odkąd weszły na rynek w 1991 r., akumulatory litowo-jonowe zrewolucjonizowały nasze życie. Położyły podwaliny pod bezprzewodowe, pozbawione paliw kopalnych społeczeństwo. Umożliwiły rozwój telekomunikacji (dzięki bateriom litowo-jonowym nasze niezwykle rozbudowane technologicznie iPhone′y możemy ładować tylko raz na dobę), motoryzacji proekologicznej (samochody elektryczne dalekiego zasięgu) i magazynowanie energii ze źródeł odnawialnych, takich jak energia słoneczna i wiatrowa.

Czytaj więcej: Rewolucja w bateriach

Trwa Tydzień Noblowski 2019

W poniedziałek poznaliśmy laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii, we wtorek – z fizyki. Jutro – literatura, i to podwójnie.

Czytaj także: Podwójny literacki Nobel nadchodzi. Może jeden trafi do Polski?

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Świat

Meghan i Harry zadali cios tysiącletniej monarchii

Szacowny dom Windsorów sypie się w posadach. Ostatnie miesiące przypominają kryminał Agaty Christie „I nie było już nikogo”, bo „znikają” kolejni członkowie królewskiej rodziny.

Marek Rybarczyk
09.01.2020
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną