Nobel for Gadgets! Lithium-iontové baterie vyhrávají cenu


Zatímco Nobelovy ceny se někdy mohou ponořit do základních, ale zdánlivě zřídkavých koutů věd, středeční dopolední vyhlášení ceny za chemii zasáhlo miliardy lidí – a domy, kanceláře, dílny, auta … do značné míry celou infrastrukturu moderního života. Za svůj vynález dobíjecí lithium-iontové baterie, klíč ke všemu, od mobilních telefonů až po elektromobily, si John B. Goodenough z UT Austin, M. Stanley Wittingham ze SUNY Binghamton a Akira Yoshino z Miejo University vezmou domácí medaile a podíl 906 000 $.

"Úžasný. Překvapivé, “řekl Yoshino telefonicky na tiskové konferenci o vyhlášení ceny. Což jistě možná, i když zářijový panel sponzorovaný Americkou chemickou společností předpovídal výhru za dobíjení Goodenough a lithium-iontů; on a tech byli dlouho oblíbení. (Technologie úpravy genomu Crispr byla temný kůň.)

Členové Královské švédské akademie věd vyhlašují vítěze Nobelovy ceny za chemii v roce 2019.

Fotografie: NAINA HELEN JAMA / Getty Images

"Nevím, jestli na zprávy čekali roky, ale byli velmi šťastní," řekl Göran Hansson, lékař a člen Nobelovy komise, Wittingham a Yoshino. Výbor ještě nedosáhl Goodenough, řekl Hansson, který se ve 97 letech stal nejstarším žijícím nositelem Nobelovy ceny.

Lithium-iontové baterie se staly základem moderní elektroniky. Komerčně představený v roce 1991, jeho nízká hmotnost a vysoká energetická účinnost umožnily výrobcům elektroniky plnit je do mobilních telefonů, přenosných počítačů a kamer. Protože jsou však baterie také stohovatelné do velkých polí a mohou projít stovkami cyklů vybíjení a nabíjení, jsou také srdcem elektrických kol a automobilů, jako jsou Priuses a Teslas, a staly se spolehlivou součástí udržitelné zelené energie. Zdroje energie, jako je vítr nebo sluneční energie, neemitují skleníkové plyny zabíjející planety, ale jsou méně spolehlivé než paliva získaná z ropy. Lithium-iontové baterie se mohou nabíjet, když vítr otáčí turbíny a slunce padá fotony na fotoelektrické články, a poté se vybíjejí, když nejsou – udržují rovnoměrné rozdělení v elektrické síti. Jeden odhad uvádí velikost světového trhu na 36 miliard dolarů, s možností zasáhnout téměř 110 miliard do roku 2026.

Všechny baterie pracují zhruba stejným způsobem. Elektrony proudí z záporné elektrody nazývané anoda materiálem, často kapalinou, nazývanou elektrolyt, do kladné elektrody, katody. Čerpadlo, které protéká obvodem a napájí zařízení. V polovině 70. let Wittingham – poté pracoval pro Exxon – přišel na to, jak v anodě použít ultralehké, vysoce reaktivní kovové lithium. To bylo skvělé; lithium se nejen snadno vzdává elektronů, ale i nabití nové baterie by je obnovilo. Bohužel tato verze baterie také měla tendenci vybuchovat.