Tvorci modernih punjivih baterija nagrađeni Nobelovom nagradom

- in SVIJET, ZANIMLJIVOSTI
124

Zamislite da svako jutro morate ubaciti nekoliko baterija AA u svoj pametni telefon da biste provjerili svoju e-poštu, pregledali Instagram i poslali SMS prijateljima, vjerovatno mobilna revolucija ne bi bila toliko revolucionarna. Srećom, izmišljena je litijum-jonska baterija koja se može puniti – dugogodišnji zadatak za koji su trojica ljudi upravo dobila Nobelovu nagradu za hemiju.

Ova nagrada ove godine odaje počast M. Stanleyju Whittinghamu, Johnu Goodenoughu i Akiri Yoshino, koji su doprinijeli razvoju onog što je danas najčešći oblik prijenosnog napajanja. Bez njih (i naravno onih s kojima su radili i onih koji su došli prije) bili bismo vezani za još rasipnije ili stacionarne izvore energije.

The 2019 Nobel Prize in Chemistry laureates (from left to right): Akira Yoshino, John B. Goodenough, and M. Stanley Whittingham.

Olovne baterije su se koristile skoro čitavo stoljeće u vrijeme kada su ljudi stvarno razmišljali o tome da stvari prebace na višu razinu pomoću litijuma, lakog metala sa poželjnim električnim svojstvima. Ali litij je također vrlo reaktivan s zrakom i vodom, pa je pronalaženje pogodnih tvari s kojima bi se mogao upariti bio težak proces.

Eksperimenti 50-ih i 60-ih godina postavili su temelje za više ciljanih istraga, posebno Whittinghamovih. On i partner Fred Gamble pokazali su 1976. godine da se litijumski ioni, nakon što su donirali elektrone za proizvodnju naboja, savršeno uklapaju u rešetku titanijum-disulfida – gdje se zadržavaju dok im elektron ne bude obezbijeđen za vrijeme punjenja. Nažalost, ovaj dizajn je koristio i litijum-anodu koja bi mogla biti vrlo reaktivna (zapaljiva) ako se savije ili zdrobi.

John Goodenough i njegov tim ubrzo su razvili bolji katodni materijal (na kojem su počivali litijumski ioni) s mnogo većim potencijalom – moglo bi se privući više snage, otvarajući nove mogućnosti za primjenu. To je, u kombinaciji s činjenicom da bi metalne litijum-anode mogli biti vrlo reaktivne ako se saviju ili zdrobe, dovelo do pojačanog istraživanja o tome kako učiniti baterije sigurnim i korisnim.

Istraživanje Akire Yoshino 1985. dovelo je do otkrića nekoliko materijala  koji bi mogli biti uspješni, a istovremeno biti fizički oštećeni i ne uzrokovati većih problema.

Mnoga poboljšanja su učinjena od tada, ali suštinu tehnologije postavili su ovi timovi. Ubrzo nakon što se pokazalo da su litijum-jonske baterije sigurne, prostrane i mogu da se ponovo pune stotinama puta, pronašle su svoj udio u laptopima, medicinskim uređajima i na kraju mobilnim telefonima. Danas, nakon još tri desetljeća poboljšanja, litijske baterije su počele da preuzimaju i udio u autoindustriji mjenjajući vozila pogonjena fosilnim gorivima sa električnim.

Trojica znanstvenika čiji je rad najsnažnije napredovao od teorije do komercijalne stvarnosti nagrađeni su jednakim udjelom ovogodišnje Nobelove nagrade za hemiju, a svaki je uzeo trećinu miliona i što je još važnije činjenicu da budu prepoznati na historijski način.

Podijeli sa ljubavlju