Nykyaikaisten ladattavien paristojen luojat jakavat Nobel-palkinnon – TechCrunch


Jos joudut liputtamaan pari AA: ta älypuhelimeesi joka aamu tarkistaaksesi sähköpostisi, selataksesi Instagramia ja kirjoittaaksesi ystävillesi, matkaviestinnän vallankumous ei todennäköisesti olisi ollut niin vallankumouksellinen. Onneksi keksittiin ladattava litium-ioni-akku – vuosikymmeniä kestävä tehtävä, jolle kolme miestä on juuri saanut Nobelin kemian palkinnon.

Tämän vuoden palkinnolla kunnioitetaan M. Stanley Whittinghamia, John Goodenoughia ja Akira Yoshinoa, jotka kaikki auttoivat kehittämään nykyisen kannettavan virran muotoa. Ilman niitä (ja tietenkin niitä, joiden kanssa he työskentelivät, ja niitä, jotka tulivat aiemmin) olemme sidoksissa entistä tuhlaampiin ja / tai paikallaan oleviin energialähteisiin.

Lyijyakut olivat olleet käytössä jo melkein vuosisadan siihen aikaan, kun ihmiset todella saivat miettiä asioiden siirtämistä seuraavalle tasolle litiumilla, kevyellä metallilla, jolla on toivotut sähköominaisuudet. Mutta litium on myös erittäin reaktiivinen ilman ja veden kanssa, mikä tekee sopivien aineiden löytämisestä pariksi sen vaikeuksien kanssa.

50- ja 60-luvuilla tehdyt kokeilut loivat perustan kohdennetummille tutkimuksille, etenkin Whittinghamin tutkimuksille. Hän ja kumppani Fred Gamble osoittivat vuonna 1976, että litiumionit, kun ne ovat lahjoittaneet elektroneja varauksen tuottamiseksi, sopivat täydellisesti titaanidisulfidin ristikkoon – missä he istuvat kärsivällisesti ("van der Waalsin aukkoissaan"), kunnes elektroni on ladattu latauksen aikana. . Valitettavasti tässä mallissa käytettiin myös litiumanodia, joka voi olla erittäin reagoiva (ajattele tulipaloa), jos se taivutetaan tai murskataan.

John Goodenough ja hänen tiiminsä kehittivät pian paremman katodimateriaalin (jossa litiumionit lepäävät), jolla on paljon suurempi potentiaali – voimaa voitaisiin käyttää enemmän, mikä avaa uusia mahdollisuuksia sovelluksiin. Tämä yhdessä sen tosiasian kanssa, että metalliset litiumanodit voivat olla erittäin reaktiivisia (ajattele tulipaloa) taivutettuna tai murskautuneena, johtivat lisääntyneeseen tutkimukseen paristojen turvallisuudesta ja hyödyllisyydestä.

Vuonna 1985 Akira Yoshinon tutkimus johti useiden materiaalien löytämiseen (joiden nimet eivät tarkoita kenellekään mitään ilman verkkotunnuksen tuntemusta), jotka voisivat myös toimia, vaikka ne voivat myös olla fyysisesti vaurioituneita eivätkä aiheuta suuria ongelmia.

Siitä lähtien on tehty paljon, monia parannuksia, mutta nämä ryhmät laativat tekniikan olennaisen osan. Ja pian sen jälkeen, kun litium-ioni-akut osoitettiin olevan turvallisia, tilavia ja pystyttäviä lataamaan satoja kertoja, niitä löydettiin kannettavista tietokoneista, lääkinnällisistä laitteista ja lopulta matkapuhelimista. Tänään, vielä kolmen vuosikymmenen parannuksen jälkeen, litiumparistot alkavat nyt käyttää bensiiniä energian varastointivälineenä ihmisten kuljetukseen.

Kolme tutkijaa, joiden työ kehittyi tehokkaimmin tätä tekniikkaa teoriasta kaupalliseen todellisuuteen, sai yhtä suuret osuudet tämän vuoden Nobelin kemian palkinnosta, ja kukin otti kotiin kolmanneksen miljoonasta, ja mikä vielä tärkeämpää, että heidät tunnustetaan historiallisesti.