Мы в соцсетях. Подпишись!

«Восстанавливаемый мир»: Нобелевскую премию по химии-2019 получили создатели литий-ионной батареи

 «Восстанавливаемый мир»: Нобелевскую премию по химии-2019 получили создатели литий-ионной батареи


9 октября Шведская королевская академия наук объявила имена победителей Нобелевской премии по химии 2019 года. Ее разделят между собой трое ученых, которые в разное время приложили руку к созданию современных литий-ионных батарей. По мнению членов Нобелевского комитета, это изобретение позволяет снизить влияние человечества на климат.

Как сообщил генеральный секретарь Академии Ґоран Ганссон, Нобелевскую премию по химии 2019 года присудили за вклад в «восстанавливаемый мир» – то есть мир устройств, которые можно перезарядить. Лауреатами стали: Джон Ґуденаф (97 лет) из Германии, работает в Университете Техаса, США. Он стал старейшим лауреатом по химии в истории Стэнли Віттінгем (78 лет) из Великобритании, работает в Бінгхемптонському университете и Университете штата Нью-Йорк в США Акира Есино (71 год), Япония, профессор университета Мэйо в Наґойї

Лауреаты получили премию за свой вклад в разработку литий-ионных батарей. Как рассказала член Нобелевского комитета по химии Сара Сноґеруп Лінсе, создания литий-ионной батареи открыло человечеству путь к «технической революции».

«Лауреаты разработали литий-ионные батареи с достаточным потенциалом для использования во многих направлениях: для портативной электроники, мобильных телефонов, кардиостимуляторов, но также – электромобилей, которые ездят на длинные дистанции. Батарея больше не весит две тонны – только 300 килограммов. Способность батарей хранить энергию из возобновляемых источников – солнца, ветра – открывает путь к употреблению устойчивой энергетики. Чтобы сделать это возможным, лауреаты решили целый ряд химических задач», – рассказала Лінсе.

Коллега Сноґеруп Лінсе Олоф Рамстрьом, объясняя принцип работы элементов питания, отметил, что некоторые из них, например, свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, были разработаны еще в 19 веке. Разработка принципиально новой батареи, добавил он – нелегкая работа.

Как рассказал Рамстрьом, Стэнли Віттінгем еще в 1970-х узнал, что вместе с литием, который хорошо подходит к использованию в батареях, может быть использован дісульфід титана. Это сочетание позволило повысить вольтаж батарей до 2 вольт. Впоследствии, уже в 1980-х Джон Ґуденаф смог усовершенствовать эту конфигурацию, используя вместе с литием катод (отрицательно заряженный электрод) на основе оксида кобальта. Таким образом вольтаж батареи возрос до «невероятных» 4 вольт, отмечает Рамстрьом.

Потом, продолжает он, также в 80-х Акира Есино выяснил, что нефтяной кокс может сочетаться с литиевыми ионами, создавая для них что-то вроде слоев в батарее. Его вклад позволил создать тот вариант литий-ионных батарей, которыми человечество пользуется сейчас. Эти открытия действительно привели к созданию фантастического продукта – литий-ионной батареи Олоф Рамстрьом

«Вот как это работает: у вас есть два электрода, оба они могут поглощать и выделять ионы лития с различным напряжением. В течение этого процесса питания ионы лития путешествуют от одного материала через электролит к другому, и в то же время электроны идут электрическим контуром, заряжая ваш электронный устройство. Это делает процесс достаточно безопасным, потому что у вас нет никаких следов металла лития, и, что очень важно, если повернуть процесс наоборот, поместить батарею в зарядное устройство, то ее можно зарядить. И этот процесс вы можете повторять сотни раз, прежде чем батарея в конце концов перестанет быть пригодной к работе. Эти открытия действительно привели к созданию фантастического продукта – литий-ионной батареи», – подытожил Рамстрьом.

Литий-ионные аккумуляторы используются не только в мобильных телефонах и другой портативной электронике, но и в электронном транспорте. Нобелевский комитет пришел к выводу, что это изобретение может несколько снизить влияние, которое человечество имеет на окружающую среду.

«Мы видим переключение с транспорта на ископаемом топливе на электрический, и это по крайней мере на локальном уровне дает непосредственное влияние на окружающую среду. Но мы также перенесли производство энергии из машин на энергетические поля, где можно легче управлять производством. Мы также видим, что этот тип батарей все чаще используются как дополнительные инструменты возобновляемых источников энергии. То есть вы можете заряжать батарею, когда имеете доступ к солнечной энергии, а, когда солнце заходит, использовать энергию, которую сохранили в батареях. Это однозначно имеет влияние и, возможно, будет иметь намного более сильное влияние в будущем», – предположил Олаф Рамстрьом.

Литий: поможет украинский металл на мировом рынке электрокаров?

Нобелевский комитет не смог связаться с доктором Ґуденафом, чтобы сообщить о присуждении, однако его представители смогли поговорить с Акірою Есино и Віттінгемом, рассказал Ґоран Ганссон.

«Никто из них не сказал «наконец!», но, конечно, они были рады услышать новости. Не знаю, они ждали годами, но были очень счастливы», – сообщил он.

Трое ученых разделят между собой 9 миллионов шведских крон (чуть более 900 тысяч долларов США). Справка

Химия была основной из многих отраслей, которыми интересовался основатель премии Альфред Нобель. Самым известным из 355 его патентов есть динамит. В его честь также назвали искусственно полученный химический элемент нобелій.

Нобелевский комитет рассылает предложения номинировать кандидатов еще в сентябре за год до присуждения. В сентябре следующего года комитет отчитывается о полученных и проработаны предложения перед Шведской королевской академией наук.

Право предлагать номинантов из физики и химии имеют: шведские и зарубежные члены Королевской шведской академии наук члены Нобелевского комит��ту из химии и физики лауреаты Нобелевской премии по химии и физике предыдущих лет штатные профессора химии в технологических университетах и институтах Швеции, Дании, Финляндии, Исландии и Норвегии, в частности профессора Каролинского института в Стокгольме штатные профессора не менее чем шести других университетов и университетских колледжей в университетах других стран мира, которых отбирает Академия наук ученые, от которых Академия также считает нужным принять предложения.

Никто не может номинировать на Нобелевскую премию самого себя.

С 1901 года Нобелевскую премию по химии вручили 111 раз, ее получили всего 183 человека. В 63 случаях награда досталась одному ученому, 23 премии разделили между собой два лауреата и 25 – трое.

Вселенная в чашке кофе: кто и за что получил Нобелевскую премию по физике 2019 года

Двум лауреатам пришлось отказаться от награды: Ричарду Куну в 1938 и Адольфу Бутенандту в 1939-ом. Оба были немцами и потерпели давления со стороны Адольфа Гитлера (он же запретил получить премию по медицине бактеріологу Гергарду Домагку). Впоследствии они получили свои Нобелевские дипломы и медали, но не сумму премии.

Информация о номинантах является секретной в течение 50 лет. Сейчас в архиве Нобелевского комитета раскрыты данные о номинантах первой половины ХХ века. В области физики с 1901 по 1966 год их было 2 931.

Нобелевскую премию по химии сейчас получили пять женщин-выпускниц: Мария Кюри (в 1911, для нее это была вторая премия после награды по физике), ее дочь Ирен Жолио-Кюри (1935), Дороти Кроуфорд-Ходжкин (1964), Ада Йонат (2009) и Фрэнсис Арнольд (2018).

Британский биохимик Фредерик Сенгер стал единственным химиком, который получил награду в этой области дважды: в 1958 и 1980 годах.



В 2018 году лауреатами Нобелевской премии в области химии стали Фрэнсис Арнольд за изучение эволюции ферментов и Джорж Смит и Ґреґорі Винтер за фагове отображения пептидов и антител.