A Nobel for Gadgets! Bateri Lithium-Ion Memenangi Hadiah


Walaupun hadiah-hadiah Nobel kadang-kadang boleh menyelam ke dalam asas-asas asas tetapi kelihatannya dirumuskan, pengumuman hari Rabu pada hadiah untuk kimia mencapai berbilion-bilion kantong-rumah, pejabat, bengkel, kereta … hampir keseluruhan infrastruktur kehidupan moden. Untuk penciptaan bateri lithium-ion yang boleh dicas semula, kunci kepada segala-galanya dari telefon bimbit ke kereta elektrik, John B. Goodenough dari U Texas Austin, M. Stanley Wittingham dari SUNY Binghamton, dan Akira Yoshino dari Universiti Miejo akan membawa pulang pingat dan bahagian $ 906,000.

"Menakjubkan. Menghairankan, "kata Yoshino melalui telefon di sidang akhbar yang mengumumkan hadiah itu. Yang pasti, mungkin, walaupun panel bulan September yang ditaja oleh American Chemical Society meramalkan kemenangan untuk keluaran Goodenough dan lithium-ion; dia dan teknologi telah menjadi kegemaran lama. (Teknologi pengeditan genom Crispr adalah kuda yang gelap.)

Ahli-ahli Akademi Sains Diraja Swedia mengumumkan pemenang Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 2019.

Gambar: NAINA HELEN JAMA / Getty Images

"Saya tidak tahu sama ada mereka telah menunggu berita itu selama bertahun-tahun, tetapi mereka sangat gembira," kata Göran Hansson, seorang doktor dan ahli Jawatankuasa Nobel, Wittingham dan Yoshino. Jawatankuasa ini belum mencapai Goodenough, kata Hansson, yang pada usia 97 tahun menjadi pemenang Nobel hidup tertua.

Bateri litium-ion telah menjadi bahan ruji dalam elektronik moden. Diperkenalkan secara komersial pada tahun 1991, berat ringan dan kecekapan tenaga yang tinggi membolehkan pengeluar elektronik memasukkannya ke telefon bimbit, komputer mudah alih dan kamera. Tetapi kerana bateri juga boleh ditumpukkan ke dalam tatasusunan yang besar dan boleh menjalani beratus-ratus kitaran caj pelepasan, mereka juga berada di tengah-tengah basikal dan kereta elektrik seperti Prius dan Teslas, dan mereka menjadi bahagian yang boleh dipercayai, tenaga hijau yang mampan. Sumber tenaga seperti angin atau solar tidak memancarkan gas rumah hijau yang membunuh planet, tetapi mereka kurang boleh dipercayai daripada bahan api yang diperoleh daripada minyak. Bateri litium-ion boleh mengecas apabila angin bertukar turbin dan matahari menjatuhkan foton pada sel fotoelektrik, dan kemudian melepaskan apabila mereka tidak menyelenggarakan pengedaran walaupun pada grid elektrik. Satu anggaran meletakkan saiz pasaran dunia pada $ 36 bilion, dengan kemungkinan memukul hampir $ 110 bilion menjelang 2026.

Semua bateri berfungsi dengan cara yang sama. Aliran elektron dari elektrod negatif disebut anod melalui bahan, sering cair, dipanggil elektrolit, ke elektrod positif, katod. Pam yang mengalir melalui litar dan ia akan kuasa peranti. Pada pertengahan 1970-an, Wittingham-kemudian bekerja untuk Exxon-menggambarkan bagaimana menggunakan ultralight, lithium logam yang sangat reaktif dalam anod tersebut. Itu hebat; bukan sahaja litium mudah menyerah elektron, tetapi memohon cas ke bateri baru akan memulihkannya. Malangnya, versi bateri juga cenderung meletup.