Джон Б. Гуденаф из Техасского университета в Остине, М. Стэнли Уиттингем из Университета штата Нью-Йорк в Бингемтоне и Акира Ёсино из Университет Мэйдзё получили Нобелевскую премию по химии 2019 года в Королевской шведской академии наук в Стокгольме за разработку литий-ионных батарей.
На сайте Нобелевской премии объясняется причина награждения трех ученых под заголовком: «Они создали перезаряжаемый мир»:
Нобелевская премия по химии 2019 года присуждена за разработку литий-ионной батареи. Эта легкая, перезаряжаемая и мощная батарея теперь используется во всем, от мобильных телефонов до ноутбуков и электромобилей. Она также способна накапливать значительные объемы энергии от солнечной и ветровой энергии, делая возможным общество без ископаемого топлива.
Литий-ионные батареи используются во всем мире для питания портативной электроники, которую мы используем для общения, работы, учебы, прослушивания музыки и поиска информации. Литий-ионные батареи также позволили разработать электромобили дальнего действия и накапливать энергию из возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая энергия.
Уиттингем начал работать в 1970-х годах над разработкой методов, которые могли бы привести к созданию энергосберегающих технологий, не использующих ископаемое топливо. Как поясняет The Guardian, «Его устройство, первая функциональная литиевая батарея, использовало литиевый металл в аноде и литий-ионные соединения, внедренные в дисульфид титана для катода». Но при многократной перезарядке она рисковала взорваться. «Для повышения безопасности Уиттингем объединил металлический литий с алюминием в аноде».
Гуденаф заменил дисульфид титана в катоде на оксид кобальта, что удвоило его напряжение. (В настоящее время он входит в технический консультативный совет Enevate, калифорнийской компании, занимающейся производством литий-ионных батарей для электромобилей в Ирвайне.)
В 1985 году Ёсино использовал катод Гуденафа для создания первой коммерчески жизнеспособной литий-ионной батареи, а анод его батареи состоял из литий-ионных соединений и электронов, заключенных в углеродный материал, называемый нефтяным коксом. Это сделало батарею намного безопаснее. Изображение батареи Ёсино приведено ниже:
Объяснение Нобелевской премии по химии продолжается:
В результате получилась легкая, прочная батарея, которую можно было заряжать сотни раз до снижения производительности. Преимущество литий-ионных батарей заключается в том, что они основаны не на химических реакциях, разрушающих электроды, а на потоке ионов лития между анодом и катодом.
Литий-ионные батареи произвели революцию в нашей жизни с момента их появления на рынке в 1991 году. Они заложили основу беспроводного, свободного от ископаемого топлива общества и приносят огромную пользу человечеству.
Профессор Сара Сногерюп-Линсе, член Нобелевского комитета по химии, заявила:
Батареи [электромобилей] теперь весят не две тонны [метрические тонны], а 300 кг. Возможность накапливать энергию из возобновляемых источников, солнца, ветра, открывает путь к устойчивому потреблению энергии.
Весь анонс Нобелевской премии по химии можно посмотреть здесь: