Nobelova cena za chémiu za rok 2019 udeľuje cenu dobíjateľnému svetu

9. švédska kráľovská akadémia vied udelila Nobelovu cenu za chémiu v roku 2019 vedcom, ktorí vyvinuli lítium-iónové batérie. Sú obdivuhodné a nevyhnutné, sú schopné ukladať značné množstvo energie, a to aj zo slnečných a veterných zdrojov, čo poukazuje na možnosť budúcej spoločnosti bez fosílnych palív.

Výskumy

História lítium-iónových batérií sa začala počas tzv. Ropnej krízy v roku 1970. Angličan Stanley Whittinham skúmal obrovský Exxon pre nové technológie, ktoré by mohli produkovať energetickú technológiu nezávislú od fosílnych palív.

Výskum supravodičov a objavovanie mimoriadne energeticky bohatého materiálu vytvoril v lítiovej batérii nový typ katódy (elektródy zdroja energie). Bol vyrobený z disulfidu titánu, ktorý bol na molekulárnej úrovni schopný vzájomne zamieňať ióny lítia.

Tiež anóda (pozitívna elektróda) ​​bola vyrobená z lítia, ktoré umožňovalo silné uvoľňovanie elektrónov, ale napriek tomu, že je v periodickej tabuľke najľahší kov, lítium je dostatočne reaktívne, aby sa táto batéria stala veľmi výbušnou, čo ju robí nepoužiteľnou.

Vylepšenia

John Goodenough, ktorý sa stal najstarším nositeľom Nobelovej ceny vo veku 97 rokov, stavil na veľký potenciál tejto skorej katódy, ale s výmenou sulfidov kovov za oxidy. V roku 1980 dokázal, že oxid kobaltnatý dokáže zdvojnásobiť výkon batérie na štyri volty, čo otvorilo pole pre výkonnejšie batérie.

Japonská Akira Yoshino s použitím technológie Goodenough vytvorila v roku 1985 prvú životaschopnú lítium-iónovú batériu. Namiesto použitia reaktívneho lítia na anóde ho však nahradil ropným koksom, derivátom bohatým na uhlík, ktorý má vlastnosť interkalovania iónov lítia.

Výsledkom bola ľahká, robustná nabíjateľná batéria stokrát predtým, ako sa jej výkon znížil. Veľkou výhodou lítium-iónových batérií je to, že nie sú založené na chemických reakciách, ktoré poškodzujú elektródy, ale na lítiových iónoch prúdiacich tam a späť medzi anódou a katódou.