A 2019. évi kémiai Nobel-díj újratölthető világot ítél oda
9-én a Svéd Királyi Tudományos Akadémia a 2019. évi Nobel-díjat ítélte oda azoknak a tudósoknak, akik lítium-ion akkumulátorokat fejlesztettek ki. Csodálatos és nélkülözhetetlen képesek jelentős mennyiségű energia tárolására, többek között a napenergia és a szélenergia felhasználásával, rámutatva a fosszilis tüzelőanyagoktól mentes jövőbeli társadalom lehetőségére.
A kutatások
A lítium-ion akkumulátorok története az 1970-es évek úgynevezett olajválságában kezdődött. Stanley Whittinham angol az óriási Exxont kutatta azon új technológiák kutatására, amelyek fosszilis tüzelőanyagoktól független energetikai technológiákat tudnának előállítani.
A szupravezetők kutatása és egy rendkívül energiagazdag anyag felfedezése után új típusú katódot (energiaforrás elektródot) készített egy lítium elemben. Titán-diszulfidból készültek, amely molekuláris szinten képes felváltva lítium-ionokat tárolni.
Az anód (pozitív elektróda) lítiumból készült, amely lehetővé tette az elektronok erőteljes felszabadulását, bár annak ellenére, hogy a periódikus táblán a legkönnyebb fém, a lítium elég reaktív, hogy az akkumulátor nagyon robbanásszerűvé tegye az életképességet.
A fejlesztések
John Goodenough, aki 97 éves korában lett a legidősebb Nobel-díjas, a korai katód nagy lehetőségeire fogadott, de fém-szulfidok oxidokra cseréjével. 1980-ban képes volt bebizonyítani, hogy a kobalt-oxid megkétszerezheti az akkumulátor kimenetet négy voltra, ami teret nyitott az erősebb akkumulátorok számára.
A japán Akira Yoshino a Goodenough technológiát alkalmazva 1985-ben elkészítette az első életképes lítium-ion akkumulátort. Ahelyett, hogy az anódon reaktív lítiumot használt volna, kőolajkokszra cserélte, amely egy szénben gazdag származék, amelynek tulajdonsága az, hogy a lítium-ionok interkalálódnak.
Az eredmény egy könnyű, robusztus, újratölthető elem több százszor, mielőtt a teljesítmény romlott. A lítium-ion akkumulátorok nagy előnye, hogy nem az elektródokat károsító kémiai reakciókon alapulnak, hanem az anód és a katód között oda-vissza áramló lítium-ionokon.
