Külföld
Lítiumion-akkumulátor kifejlesztéséért jár az idei kémiai Nobel-díj 
MTI Kép: Reuters/Peter Nicholls
2019. október 9.

A lítiumion-akkumulátor kifejlesztéséért egy amerikai, egy brit és egy japán tudós, John Goodenough, Stanley Whittingham és Josino Akira kapja az idei kémiai Nobel-díjat a Svéd Királyi Tudományos Akadémia szerdai stockholmi bejelentése szerint.

Az indoklás szerint a könnyű, újratölthető és tartós lítiumion-akkumulátorokat napjainkban a mobiltelefonoktól a laptopokon át az elektromos autókig használják. Világszerte ezekkel működnek a hordozható elektronikai eszközök, amelyeket a kommunikációhoz, a munkához, a tanuláshoz vagy például a zenehallgatáshoz használnak.

Goodenough a valaha volt legidősebb Nobel-díjas

Jelentős mennyiségű nap- és szélenergiát tudnak elraktározni, lehetővé téve ezzel a fosszilis energiától mentes társadalmat. Az 1922. július 25-én született John Goodenough a valaha volt legidősebb Nobel-díjas – közölte Göran Hansson, az akadémia főtitkára.

A lítiumion-akkumulátor alapjait az 1970-es évek olajválsága idején fektették le. Stanley Whittingham olyan módszerek fejlesztésén dolgozott, amelyek fosszilis üzemanyag felhasználása nélküli technológiákhoz vezethetnek. Szupravezetőket kezdett vizsgálni, és felfedezett egy rendkívül energiagazdag anyagot, amelyet egy innovatív katód megalkotásához használt egy lítiumakkumulátorban.

Ez titán-diszulfidból készült, amelybe molekuláris szinten lítiumionokat lehet „beszúrni”. Ennek az akkumulátornak az anódja részben fémes lítiumból készült, és bár az akkumulátorban nagy lehetőségek rejlettek, a fémes lítium miatt túlságosan is robbanásveszélyes volt ahhoz, hogy használható legyen.

John Goodenough úgy vélte, hogy a katódban még nagyobb lehetőségek rejlenek, ha fém-oxidot használnak fém-szulfid helyett. 1980-ban bizonyította, hogy kobalt-oxidba ágyazott lítiumionok akár négyvoltos feszültséget is le tudnak adni. Ez áttörés volt, amely aztán jóval erősebb akkumulátorok kifejlesztéséhez vezetett.

Az első kereskedelmi forgalomban használható lítiumion-akkumulátor

Az amerikai tudós katódját alapul véve Josino Akira 1985-ben megalkotta a kereskedelmi forgalomban használható első lítiumion-akkumulátort. A reaktív lítium helyett petróleum kokszot, egy olyan karbonanyagot használt az anódban, amelybe a katód kobalt-oxidjához hasonlóan lítiumionokat lehet beágyazni.

Az eredmény egy könnyű, tartós akkumulátor lett, amelyet több százszor újra lehet tölteni, mielőtt csökkenni kezd a kapacitása. A lítiumion-akkumulátorok előnye, hogy nem olyan kémiai reakciókon alapulnak, amelyekben elhasználódnak az elektródák, hanem a lítiumionok oda-vissza áramlanak az anód és a katód között.

Az ilyen akkumulátoroknak nincs „memóriájuk”, a részleges töltés vagy merítés következtében nem csökken a kapacitásuk, nem kell őket kis töltésen regenerálni. További előnyük például a kadmiumos cellákhoz képest, hogy kevés mérgező anyag van bennük.

„A lítiumion-akkumulátorok forradalmasították az életünket, amióta 1991-ben piacra kerültek. Lefektették a vezeték nélküli, fosszilis energiától mentes társadalom alapjait és nagy hasznára vannak az emberiségnek” – összegzett indoklásában a Nobel-bizottság.

A kitüntetettek összesen 9 millió svéd koronával – 276 millió forintos összeggel – gazdagodnak.

A díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik. A 97 éves John B. Goodenough a németországi Jénában született.

A Yale Egyetemen matematikusként végzett, a Chicagói Egyetemen fizikából diplomázott 1952-ben. Kutatott az MIT Lincoln Laboratóriumában, majd az 1970-80-as években az Oxfordi Egyetem Szervetlen Kémia Laboratóriumát vezette, ahol munkatársaival kifejlesztette a lítiumion-akkumulátor katódjának innovatív anyagát.

1986 óta a Texasi Egyetem austini intézményének gépipari és anyagtudományi professzora, csoportjával jelenleg is folytatja kutatásait. 550 tudományos cikk, 85 könyvfejezet és recenzió szerzője, öt könyvet írt. Az 1941-ben született Stanley Whittingham az Oxfordi Egyetemen szerezte kémiadiplomáját.

Posztdoktori tanulmányait a Stanford Egyetemen végezte, majd 1972–84 között az Exxon kőolajipari vállalat kutatócégénél dolgozott, ahol felfedezték a lítiumakkumulátor katódját. Jelenleg az amerikai Binghamton Egyetem professzora. 16 szabadalom fűződik nevéhez, 2010-ben a zöld technológiák terén a világ 40 innovátora közé sorolta a GreentechMedia.

Josino Akira 1948-ban született Szuitában, a Tokiói és az Oszakai Egyetemen diplomázott. 1972-től a Kawasaki cég kutatólaboratóriumában dolgozott, ahol 1983-ben kifejlesztette a lítiumion-akkumulátor újratölthető prototípusát. Jelenleg az Asahi Kasei vállalat kutatója, ahol a jövő technológiáin dolgozik és a nagojai Meidzso Egyetem professzora.

A díj bátorítja majd a fiatal kutatókat

A fiatal kutatóknak szóló bátorításként értékelte Josino Akira, a kémiai Nobel-díj egyik idei nyertese, hogy egy amerikai és egy brit tudóssal együtt a Svéd Királyi Tudományos Akadémia a lítiumion-akkumulátorok kifejlesztéséért szerdán neki ítélte oda a legrangosabb tudományos elismerést.

A japán kutató elmondta: bízott abban, hogy felfedezéseik előbb-utóbb kiérdemlik a Nobel-díjat, de nem számított arra, hogy ez ennyire „hamar” bekövetkezik. A lítiumionos akkumulátorok 1991-ben kerültek piacra.

Mint a stockholmi bejelentést követően Japánban tartott sajtótájékoztatóján kifejtette, a kémiai Nobel-díj kutatási területek széles spektrumát fedi le, ezért úgy gondolta, hogy sok idő eltelik, mire a Nobel-bizottság olyan eszközökre fordítja figyelmét, mint a lítiumionos akkumulátorok.

Azt is elmondta, hogy először feleségével tudatta a hírt. „Csak röviden beszéltünk, annyit mondtam: megkaptam. Ő pedig annyira meglepődött, hogy térdei kis híján felmondták a szolgálatot” – fogalmazott.

A lítíumion-akkumulátorok előnyeivel kapcsolatban a japán tudós megemlítette a klímaváltozás ügyét, amely szerinte jelentős kihívás az emberiség számára, a lítiumion-akkumulátorok azonban alkalmasak az elektromos energia tárolására.

Josino Akira mellett John Goodenough amerikai és Stanley Whittingham brit tudós kapja a kémiai Nobel-díjat. Az indoklás szerint „a lítiumion-akkumulátorok forradalmasították az életünket, lefektették a vezeték nélküli, fosszilis energiától mentes társadalom alapjait és nagy hasznára vannak az emberiségnek”.

Kapcsolódó cikkek
Bejelentették a fizikai Nobel-díjasokat is

Egy kanadai-amerikai kozmológus, James Peebles, és két svájci tudós, Michel Mayor asztrofizikus, valamint Didier Queloz csillagász kapják.

Sejtkutatásért hárman kapják az orvosi Nobel-díjat

William Kaelin, Gregg Semenza és Peter Ratcliffe kapja az idei orvosi-élettani Nobel-díjat.

Következő adásunk
Kőbányai Híradó
Ezt követő adásaink