Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Журнал №193, октябрь 2019
Журнал №71, сентябрь–октябрь 2019
Это новый сайт National Geographic Россия. Пока мы работаем в режиме бета-тестирования.
Если у вас возникли сложности при работе с сайтом, напишите нам: new-ng@yasno.media
Наука

Нобелевскую премию по химии присудили за разработку литий-ионной батареи

09 октября 2019
Лауреаты Нобелевской премии по химии
Фото: The Nobel Prize / Twitter
Лауреаты премии создали «перезаряжаемый мир», в котором мы живем.

Лауреатами Нобелевской премии по химии в 2019 году стали Джон Гуденаф (Университет Техаса в Остине), Стэнли Уиттингем (Бингемтонский университет) и Акира Йосино (Университет Мейдзё).

«Нобелевская премия по химии 2019 года вознаграждает за разработку литий-ионной батареи. Эта легкая, перезаряжаемая и мощная батарея теперь используется везде: от мобильных телефонов до ноутбуков и электромобилей. Она также может накапливать значительное количество солнечной и ветровой энергии, что делает возможным создание общества, свободного от ископаемого топлива», – говорится в сообщении на сайте премии.

Основа литий-ионной батареи была заложена во время нефтяного кризиса 1970-х годов. Стэнли Уиттингем занимался разработкой методов, которые могли бы привести к использованию технологий, не использующих ископаемое топливо. Он начал исследовать сверхпроводники и обнаружил чрезвычайно энергоемкий материал, который он использовал для создания инновационного катода в литиевой батарее. Он был сделан из дисульфида титана, который на молекулярном уровне может содержать (интеркалировать) ионы лития.

Анод батареи был частично изготовлен из металлического лития, который обладает сильной способностью выделять электроны. Это привело к тому, что батарея имела большой потенциал, чуть более двух вольт. Однако металлический литий является реактивным, и батарея была слишком взрывоопасной.

Джон Гуденоф предсказал, что катод будет иметь еще больший потенциал, если будет сделан с использованием оксида металла вместо сульфида металла. В 1980 году он продемонстрировал, что оксид кобальта с интеркалированными ионами лития может производить до четырех вольт. Это был важный прорыв, который привел к появлению гораздо более мощных батарей.

На основе катода Гуденафа в 1985 году Акира Йосино создал первую коммерчески жизнеспособную литий-ионную батарею. Вместо того, чтобы использовать реактивный литий в аноде, он использовал нефтяной кокс, углеродный материал, который, подобно катодному оксиду кобальта, может интеркалировать ионы лития.

В результате получился легкий износостойкий аккумулятор, который можно заряжать сотни раз, прежде чем его характеристики ухудшатся. Литий-ионные аккумуляторы впервые появились на рынке в 1991 году и произвели революцию в нашей жизни.