Трима взеха Нобел по химия за разработването на литиево-йонните батерии

Американците Джон Б. Гудинаф и Стенли Уитингам и японецът Акира Йошино спечелиха Нобеловата награда за химия за разработването на литиево-йонните батерии, съобщи сайтът Nobelprize.org.

Тези леки, зареждащи се и мощни батерии сега се използват навсякъде - от мобилните телефони и лаптопите до електрическите автомобили. Те могат също да съхраняват значително количество слънчева и вятърна енергия и правят възможно избягването на изкопаемите горива.

Литиево-йонните батерии са навсякъде в цял свят - за захранване на портативната електроника, която използваме в комуникациите, в работата, за да учим, слушаме музика или да търсим информация. Те също дадоха възможност да бъдат създадени електрическите автомобили и да бъде съхранявана енергия от обновяеми източници.

Основите за създаването на литиево-йонните батерии полага Стенли Уитингам по време на петролната криза през 70-те години на миналия век. Той работи по разработването на методи, които могат да доведат до технологии за получаване на енергия без горива. Уитингам започва да изследва свръхпроводниците и открива изключително богат на енергия материал. Използва го за създаването на иновативен катод в литиевата батерия. Той е направен от титанов дисулфид, който на молекулярно ниво има пространства, в които могат да влязат литиеви йони (да бъдат интеркалирани).

Анодът на батерията е частично от метален литий, който е с голяма способност да освобождава електрони. Така се получава батерия, която има огромен потенциал при малко повече от два волта. Металният литий обаче е реактивен и тази батерия експлодира лесно. Затова не е надеждна.

Джон Гудинаф прогнозира, че катодът ще е с по-голям потенциал, ако е от метален оксид, вместо от метален сулфид. След систематични изследвания, той демонстрира през 1980 г., че кобалтовият оксид с интеркалирани (вмъкнати) литиеви йони може да произведе цели четири волта. Това е важен пробив и позволява да бъдат създадени много по-мощни батерии.

С катода на Гудинаф като основа, Акира Йошино създава първата рентабилна литиево-йонна батерия през 1985 г. Вместо да използва реактивен литий в анода, той използва нефтен кокс - въглероден материал, който като кобалтовия оксид в катода може да интеркалира литиеви йони.

Резултатът е лека и трайна батерия, която може да бъде зареждана стотици пъти, преди качествата й да започнат да се влошават.

Предимството на литиево-йонните батерии е, че не залагат на химически реакции, които разграждат електродите, а на литиеви йони, които се движат между анода и катода.

Литиево-йонните батерии променят коренно живота ни, откакто излизат на пазара през 1991 г. Те полагат основите на безжично общество, което може да не използва изкопаеми горива, и са от най-голяма полза за човечеството.
Миналата година Нобелова награда за химия спечелиха Франсес Х. Арнолд, Джордж П. Смит и Грегъри П. Уинтър за "овладяване на мощта на еволюцията" - използване на генетични промени и Дарвиновия принци на естествения подбор за разработване на нови протеини, използвани в много сфери на ежедневието.

Нобеловата награда за химия се присъжда от Кралската шведска академия на науките от 1901 г. Лауреати на Нобеловата награда за химия с голяма известност са Сванте Арениус /1903/, Ърнест Ръдърфорд /1908/, Мария Кюри /1911/, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри /1935/.

Нобеловите награди ще бъдат връчени на церемония в Стокхолмската концертна зала на 10 декември - в деня на кончината на основателя на Нобеловата награда Алфред Нобел.

Тази година паричната равностойност на наградата е 9 милиона крони (832 459 евро). Сумата ще бъде поделена поравно между тримата лауреати на Нобеловата награда за химия.