Нобелевскую премию по химии присудили за литий-ионные батареи

9 октября, в Стокгольме объявили имена лауреатов Нобелевской премии по химии в 2019 году.  И снова лауреатов трое: Джон Гуденаф (США, Университет Техаса в Остине), Стенли Виттингхэм (США, Университет Бингемтон) и Акира Ёсино (Япония, Asahi Kasei Corporation и Университет Мейдзё). Награду присудили за создание литий-ионных батарей. 

В 1973 году Стенли Виттингхэм предложил использовать сульфиды титана в качестве катодного материала, а в 1976 году был создан первый подобный аккумулятор. В 1979-1980-х гг. Джон Гуденаф предложил заменить сульфид титана на материалы на основе оксида кобальта.

Так были созданы литий-ионные аккумуляторы на основе кобальтита лития LixCoO2. Научная группа под руководством Акиры Ёсино создала первую коммерчески жизнеспособную литий-ионную батарею в 1985 году. Вместо лития в аноде он использовал нефтяной кокс, углеродный материал, который, подобно катодному оксиду кобальта, может интеркалировать ионы лития.

Принцип работы литий-ионный аккумуляторов основан на электрохимических реакциях окисления металлического лития, входящего в состав анода. Во время разрядки литий окисляется и в форме катиона движется к катоду, а при зарядке под действием приложенного электрического напряжения катионы лития выходят из катода и оседают обратно на аноде, возвращаясь в исходное состояние. Несмотря на то, что за последние годы литий-ионные аккумуляторы стали заметно лучше по всем ключевым аспектам, этот принцип остается неизменным.

Подробнее о достижениях ученых рассказывает пресс-релиз на сайте Нобелевского комитета.

В прошлом году премию по химии  получили Фрэнсис Арнольд — «за направленную эволюцию ферментов», а также Джорджу Смит у и Грегори Уинтеру — «за фаговое отображение пептидов и антител».

В начале 1970-х годов Стэнли Уиттингем, удостоенный премии «Химия» в этом году, использовал огромный потенциал лития для выделения внешнего электрона, когда он разработал первую функциональную литиевую батарею.

В 2017 году Нобелевскую премию по химии присудили Жак Дюбоше, Иоахим Франк и Ричард Хендерсон за «разработку криоэлектронной микроскопии для определения структуры биомолекул с высоким разрешением в растворе».

Нобелевская премия по химии в 2016 году была вручена Жан-Пьеру Соважу, сэру Фрейзеру Стоддарту и Бернарду Феринга «за проектирование и синтез молекулярных машин».

В 2019 года Джон Гуденоф удвоил потенциал литиевой батареи, создав необходимые условия для значительно более мощной и полезной батареи.

Акире Йошино удалось исключить из батареи чистый литий, вместо этого он полностью основывался на ионах лития, которые безопаснее чистого лития. Это сделало аккумулятор работоспособным на практике.

 

Источник