Nobelova nagrada za hemiju 2019. dodijeljena je za razvoj “litijum-jonskih baterija“.

Kraljevska švedska akademija nauka odlučila je dodijeliti Nobelovu nagradu za hemiju 2019. godine za

John B. Goodenough
Univerzitet u Teksasu u Austinu, SAD

M. Stanley Whittingham
Univerzitet Binghamton, Državni univerzitet u New Yorku, SAD

Akira Yoshino
Korporacija Asahi Kasei, Tokio, Japan
Univerzitet Meijo, Nagoya, Japan

"Za razvoj litijum-jonskih baterija"

Nobelova nagrada za hemiju 2019. nagrađuje razvoj litijum-jonske baterije. Ova lagana, punjiva i moćna baterija sada se koristi u svemu, od mobilnih telefona do laptopa i električnih vozila. Također može pohraniti značajne količine energije iz solarne energije i energije vjetra, čineći tako društvo bez fosilnih goriva.



Litijum-jonske baterije se globalno koriste za napajanje prenosive elektronike koju koristimo za komunikaciju, rad, proučavanje, slušanje muzike i traženje znanja. Litijumske baterije omogućile su i razvoj električnih automobila dugog dometa i skladištenje energije iz obnovljivih izvora, poput solarne energije i energije vjetra.

Temelj litijum-jonske baterije postavljen je tokom naftne krize 1970-ih. Stanley Whittingham radio je na razvoju metoda koje bi mogle voditi ka energetskim tehnologijama bez goriva. Započeo je s istraživanjem superprovodnika i otkrio izuzetno energetski bogat materijal koji je koristio za stvaranje inovativnog katoda u litijumskoj bateriji. Napravljen je od titanijum-disulfida koji na molekularnoj razini ima prostore u kojima se mogu smjestiti - interkalirati - litijevi ioni.

Anoda baterije bila je djelomično napravljena od metalnog litijuma, koji ima snažan pogon za oslobađanje elektrona. To je rezultiralo baterijom koja je bukvalno imala veliki potencijal, nešto više od dva volta. Međutim, metalni litij je reaktivan i baterija je bila previše eksplozivna da bi bila održiva.

John Goodenough je predvidio da će katoda imati još veći potencijal ako se napravi korištenjem metalnog oksida umjesto metalnog sulfida. Nakon sistematske pretrage, 1980. godine pokazao je da kobaltov oksid sa interkaliranim litijumskim ionima može proizvesti čak četiri volta. Ovo je bio važan proboj i doveo je do mnogo moćnijih baterija.

S Goodenoughovom katodom kao osnovom, Akira Yoshino je 1985. stvorio prvu komercijalno održivu litijum-jonsku bateriju. Umjesto da koristi reaktivni litij u anodi, koristio je naftni koks, karbonski materijal koji, poput katodinog kobaltovog oksida, može interkalirati litijum-ioni .

Rezultat je bila lagana, čvrsta baterija koja se mogla napuniti stotine puta prije nego što se njezin rad pogorša. Prednost litijum-jonskih baterija je što se ne zasnivaju na hemijskim reakcijama koje razgrađuju elektrode, već na litijum-jonima koji teku između anode i katode.



Litijum-jonske baterije revolucionirale su naš život od kada su prvi put izašli na tržište 1991. One su postavile temelje bežičnog, fosilnog društva bez goriva, i od najveće su koristi za čovječanstvo.

Izvor: nobelprize.org

Ostavite Vaš komentar

Sva Fizika
%d bloggers like this: