Kaasaegsete laetavate akude loojad jagavad Nobeli auhinda – TechCrunch


Kui oleksite pidanud igal hommikul paar AA-d oma nutitelefoni libistama, et kontrollida oma e-posti, sirvida Instagrami ja saata oma sõpradele tekst, siis pole mobiilirevolutsioon tõenäoliselt nii revolutsiooniline. Õnneks leiutati laetav liitium-ioon aku – aastakümnete pikkune ülesanne, mille eest kolm meest said äsja Nobeli keemiapreemia.

Selle aasta auhinnaga autasustatakse M. Stanley Whittinghami, John Goodenoughit ja Akira Yoshino, kes kõik aitasid kaasa sellele, mis on tänapäeval kõige tavalisem kaasaskantava jõu tüüp. Ilma nendeta (ja muidugi nii nendega, kellega nad töötasid, kui ka nendega, kes tulid enne) oleksime seotud veelgi raiskavamate ja / või paiksete energiaallikatega.

Pliiaku patareid olid juba ligi sajandi kasutuses olnud selleks ajaks, kui inimesed tõesti mõtlesid viia asjad järgmisele tasemele liitiumiga, mis on soovitavate elektriliste omadustega kerge metall. Kuid liitium on ka õhu ja veega väga reageeriv, mis muudab sobivate ainete leidmise keeruliseks.

50ndatel ja 60ndatel tehtud katsed panid aluse sihipärasematele uurimistele, eriti Whittinghami uuringutele. Tema ja partner Fred Gamble näitasid 1976. aastal, et pärast elektri annetamist laengu saamiseks sobivad liitiumioonid ideaalselt titaandisulfiidi võredesse – kus nad istuvad kannatlikult (oma „van der Waalsi lõhedes“), kuni laadimise ajal on elektron. . Kahjuks kasutati selles konstruktsioonis ka liitiumanoodi, mis võib paindumisel või purustamisel olla väga reageeriv (mõtle tulele).

John Goodenough ja tema meeskond töötasid peagi välja parema katoodmaterjali (kus liitiumioonid puhkasid), millel oleks palju suurem potentsiaal – rohkem energiat oleks võimalik ammutada, avades uusi võimalusi rakenduste jaoks. See koos asjaoluga, et metallilised liitiumanoodid võivad painutamisel või purustamisel olla väga reageerivad (mõtle tulekahju), viisid põhjalikuma uurimiseni patareide ohutuse ja kasulikkuse suurendamise kohta.

1985. aastal avastas Akira Yoshino uurimistöö mitme materjali (mille nimed ei tähenda kellelegi ilma domeeniteadmisteta midagi), mis võiksid sama hästi toimida, samal ajal kui nad võivad olla ka füüsiliselt kahjustatud ega põhjusta suuri probleeme.

Pärast seda on tehtud palju-palju parandusi, kuid need meeskonnad panid paika tehnoloogia põhialused. Ja varsti pärast seda, kui liitium-ioonakud osutusid ohututeks, mahutavateks ja neid oli võimalik sadu kordi laadida, leiti neid sülearvutites, meditsiiniseadmetes ja lõpuks ka mobiiltelefonides. Täna, pärast veel kolme aastakümne täiustamist, hakkavad liitiumpatareid nüüd bensiini kasutama inimese transportimiseks valitud energiasalvestusvahendina.

Kolmele teadlasele, kelle töö arenes seda tehnoloogiat kõige võimsamalt teooriast kommertsliku reaalsuseni, omistati võrdne osa selle aasta keemia Nobeli preemiast, millest igaüks viis koju kolmandiku miljonist, ja mis veelgi tähtsam – erinevus ajaloolise tunnustamise eest.