Βραβείο Νοbel στη Χημεία 2019

9 Οκτωβρίου 2019

Η Βασιλική Σουηδική Ακαδημία Επιστημών αποφάσισε να απονείμει το βραβείο Νόμπελ Xημείας 2019 στους
John B. Goodenough
The University of Texas at Austin, USA
M. Stanley Whittingham
Binghamton University, State University of New York, USA
Akira Yoshino
Asahi Kasei Corporation, Tokyo, Japan
Meijo University, Nagoya, Japan

για την ανάπτυξη των μπαταριών ιόντων λιθίου.

Δημιούργησαν έναν επαναφορτιζόμενο κόσμο.

Το βραβείο Νόμπελ Χημείας 2019 επιβραβεύει την ανάπτυξη της μπαταρίας ιόντων λιθίου.



Λήψη αρχείου

Αυτή η ελαφριά, επαναφορτιζόμενη και ισχυρή μπαταρία χρησιμοποιείται πλέον σε όλα από κινητά τηλέφωνα, στους φορητούς υπολογιστές και στα ηλεκτρικά οχήματα. Μπορεί επίσης να αποθηκεύσει σημαντικές ποσότητες από ηλιακή και αιολική ενέργεια, καθιστώντας δυνατή μια κοινωνία χωρίς ορυκτά καύσιμα.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται καθολικά για να φορτίζουμε τις ηλεκτρονικές μας συσκευές ώστε να επικοινωνούμε, να εργαζόμαστε, να μελετάμε, να ακούμε μουσική και να αναζητούμε τη γνώση. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου επέτρεψαν επίσης την ανάπτυξη ηλεκτρικών αυτοκινήτων μακράς εμβέλειας και την αποθήκευση ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια.

Η ερευνητική βάση της μπαταρίας ιόντων λιθίου θεμελιώθηκε κατά τη διάρκεια της πετρελαϊκής κρίσης, στη δεκαετία του 1970. Ο Στάνλεϊ Γουίτινγκαμ εργάστηκε για την ανάπτυξη μεθόδων που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ενεργειακές τεχνολογίες χωρίς ορυκτά καύσιμα. Άρχισε να ερευνά υπεραγωγούς και ανακάλυψε ένα εξαιρετικά εμπλουτισμένο σε ενέργεια υλικό, το οποίο χρησιμοποίησε για να δημιουργήσει μια καινοτόμο κάθοδο σε μπαταρία λιθίου. Αυτό το υλικό είναι το διθειούχο τιτάνιο το οποίο, σε μοριακό επίπεδο, έχει χώρους που μπορούν να ¨στεγάσουν¨ ιόντα λιθίου.
Η άνοδος της μπαταρίας ήταν μερικώς φτιαγμένη από μεταλλικό λίθιο, το οποίο έχει ισχυρή τάση να απελευθερώσει ηλεκτρόνια. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα μια μπαταρία που κυριολεκτικά είχε μεγάλη διαφορά δυναμικού, πάνω από 2 Volt.
Ωστόσο, το μεταλλικό λίθιο είναι δραστικό και η μπαταρία ήταν πολύ εκρηκτική για να είναι βιώσιμη.



Λήψη αρχείου

Ο Τζον Γκούντγουικ προέβλεψε ότι η κάθοδος θα είχε ακόμα μεγαλύτερες δυνατότητες αν γινόταν με οξείδιο του τιτανίου αντί για θειούχο τιτάνιο. Μετά από συστηματική έρευνα, το 1980 απέδειξε ότι το οξείδιο του κοβαλτίου με τα ιόντα λιθίου που έχουν τοποθετηθεί στο εσωτερικό του μπορούσε να παράγει τάση ως 4 Volt. Αυτό ήταν ένα σημαντικό επίτευγμα και θα οδηγούσε σε πολύ πιο ισχυρές μπαταρίες.



Λήψη αρχείου

Με την κάθοδο του Γκούντγουου ως βάση, ο Ακίρα Γιοσίνο δημιούργησε την πρώτη εμπορικά βιώσιμη μπαταρία ιόντων λιθίου στο 1985. Αντί να χρησιμοποιεί δραστικό λίθιο στην άνοδο, χρησιμοποίησε κοκ πετρελαίου, ένα υλικό πλούσιο σε άνθρακα, που όπως το οξείδιο του κοβαλτίου, μπορεί να εγκατασταθούν στο εσωτερικό του ιόντα λιθίου.



Λήψη αρχείου

Το αποτέλεσμα ήταν μια ελαφριά, σκληρή μπαταρία που θα μπορούσε να φορτιστεί εκατοντάδες φορές πριν μειωθεί η απόδοσή της. Το πλεονέκτημα των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι ότι δεν βασίζονται σε χημικές αντιδράσεις που καταστρέφουν τα ηλεκτρόδια, αλλά σε ιόντα λιθίου που ρέουν αμφίδρομα μεταξύ της ανόδου και της καθόδου.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν φέρει επανάσταση στις ζωές μας από την πρώτη φορά που εισήλθαν στην αγορά το 1991. Έχουν θέσει τα θεμέλια μιας ασύρματης κοινωνίας χωρίς ορυκτά καύσιμα και δίνουν μεγάλο πλεονέκτημα στην ανθρωπότητα.

Αφήστε μια απάντηση